Supermassive black hole merger-driven evolution of high-redshift red nuggets into present-day cored early-type galaxies

非常紧凑 ($R_\mathrm{e}\lesssim1$ kpc) 的大质量静止星系（红色坨头）在高红移宇宙中 ($z\sim2$-$3$) 的丰度远高于今天。它们的尺度演化可由星系合并中的无碰撞动力学过程解释，但这些过程无法再现当代稀疏低密度中心芯质的局部大质量早型星系（ETGs）。我们使用以紧凑球形和盘状前体模型为初始条件的主动和次级合并 N 体模拟序列，研究超大质量黑洞（SMBHs）对星系演化的影响。我们使用 KETJU 代码准确跟踪 SMBHs 与相邻星系物质的碰撞相互作用，以及星系及其暗物质 halo 的无碰撞演化。我们表明，只有包含 SMBHs 的模型才能同时解释直至 $R_\mathrm{b} \sim 1.3$ kpc 大小范围内的低密度核心形成、所观测到的质量缺失，以及快速的半质量尺度演化。此外，核心区域的轨道结构（圆盘偏向轨道）与当代稀疏 ETGs 的观察结果一致。SMBHs 移位星星的位移可使半质量尺度演化最大提升约为数量级，即使快速旋转的前体（紧凑静止盘）在经历 $6$-$8$ 次合并后也会失去其旋转支撑。我们得出结论，SMBHs 的存在是高红移红色坨头演化为局部 ETGs 必不可少的。