IllustrisTNG 模拟中低红移孤立星系的结构演化

我们在 Illustris TNG100-1 流体动力学模拟中研究孤立恒星形成星系的结构演化，重点考察 z < 0.5 时 2 kpc 内中心核密度（$\Sigma_{*,2kpc}$）相对于总恒星质量（$M_*$）的增长。首先，我们表明 IllustrisTNG 定性再现了 $\Sigma_{*,2kpc}$-$M_*$ 平面中的若干观测趋势，包括 AGN、恒星形成星系、宁静星系的分布，以及恒星年龄、sSFR 和金属丰度的径向轮廓。我们发现致密核星系沿 $\Sigma_{*,2kpc}$-$M_*$ 关系平行演化，而弥散核星系沿更平缓轨迹演化。我们探究了 $\Sigma_{*,2kpc}$ 相对于 $M_*$ 快速增长的可能驱动因素。当前 sSFR 梯度与黑洞吸积率均为过去核增长的指示，但非未来核增长的预测因子。主并合（尽管样本中罕见；约 10%）导致更陡的核增长，除高质量（$M_*$ >$\sim$ $10^{10} M_{\odot}$）并合多为干并外。以 Toomre Q < 2 质量分数衡量的盘不稳定性不能预测快速核增长；相反，快速核增长导致更稳定的盘。累积黑洞反馈历史设定了核增长的最大速率，阻止高质量星系（$M_*$ >$\sim$ $10^{9.5} M_{\odot}$）中的快速增长。对大质量星系，吸积气体的总比角动量才是未来核增长最重要的预测因子。我们的结果表明吸积气体的角动量控制了 $\Sigma_{*,2kpc}$-$M_*$ 关系的斜率、宽度和零点演化。