什么决定了最暗弱星系的大小？

我们对宇宙中已知最暗弱星系（银河系与仙女座星系的矮椭球星系卫星）的大小提供了全面的描述与解释。在汇编了包含半光半径（$r_{1/2}$）与光度的一致数据集后，我们用 $r_{1/2}$ 的对数正态分布描述了矮椭球星系的大小-光度关系，其平均大小随光度变化。在考虑了适度的数量统计、测量不确定度与面亮度限制后，我们发现银河系与仙女座矮椭球星系群的大小-光度关系在统计上不可区分，且非常相似：在给定恒星光度下，它们的平均大小差异不超过30%。此外，我们发现本星系群矮椭球星系这种对数正态大小描述的平均大小、斜率与散布，与质量更大、低浓度星系的关系相吻合。这表明矮椭球星系的恒星大小最终与其整体初始重子角动量相关。为检验此假设，我们进行了一系列高分辨率N体模拟，并结合了星系形成的半解析模型。这些模拟预测了与矮椭球星系卫星观测相同的平均大小与斜率。同时，这些模型预测相似宿主晕周围卫星星系的大小-光度分布必然相似，这为银河系与仙女座卫星大小分布为何相似提供了自然解释。尽管目前在矮椭球星系中未观测到强旋转，但如果这些星系的盘已通过潮汐相互作用受到充分扰动，这可能与我们基于角动量对其大小的解释完全一致。