星系群中通过核球增长的旋涡星系向 S0 星系的转变

近期观测揭示，在中高红移（0.2<z<0.8）处，S0 星系数量比例随时间的演化在星系群中比在星系团中更为剧烈。为理解星系群中 S0 星系的起源，我们通过数值模拟研究了旋涡星系经由群相关物理过程向 S0 星系的形态转变。我们的化学动力学模拟显示，群环境中的旋涡星系会受到与群成员星系反复慢速交会的强烈影响，使得那些具有薄盘和显著旋臂结构的星系转变为具有厚盘且无显著旋臂结构的 S0 星系。此类潮汐相互作用还能触发旋涡星系核球内的反复星暴，从而显著增加其核球质量。由于核球增长过程中旋涡星系内初始气体的快速消耗，所形成的 S0 星系会变得气体贫乏。以这种方式从旋涡星系转变而来的 S0 星系，其核球内部区域拥有年轻且富金属的恒星族群。模拟得到的 S0 星系与其前身旋涡星系相比，具有更低的最大旋转速度和更平坦的径向视线速度弥散度轮廓。由潮汐相互作用导致的 S0 星系形成过程不仅取决于前身旋涡星系的质量和轨道，还依赖于星系群质量。在此旋涡星系向 S0 星系的形态转变过程中，相当比例（10-30%）的恒星和气体会被剥离，从而形成群内恒星和气体。基于这些结果，我们讨论了星系群中 S0 星系的结构、运动学、化学性质以及 Tully-Fisher 关系。