An expanded merger-tree description of cluster evolution
我们在扩展的暗物质晕合并树算法的框架内模拟了星系团的形成和演化，该算法包括重子和基本的物理考虑。我们的修改后的处理计算的概率密度函数的晕浓度参数，团内气体温度，和综合康普顿化参数为不同的集群质量和观测红移。星系团质量和这些观测量之间的标度关系推导出与以前的结果有所不同。模型的预测概率密度函数的不确定性估计。我们的处理和从本文中提出的结果中获得的见解可以简化理论预测与正在进行的和未来的聚类调查结果的比较。
2010-10-27 astro-ph.CO
Sussing Merger Trees : The Impact of Halo Merger Trees on Galaxy Properties in a Semi-Analytic Model
晕并合树是星系形成和演化的半解析模型的重要支柱。最近的研究指出，从结构形成的数值模拟中提取合并树是不平凡的;不同的树构建算法可以给出不同的合并历史。在合并树被用作星系形成模型的输入之前，应该仔细理解这些差异。我们研究了不同晕合并树对半解析模型的影响。我们发现，在我们的模型中的z=0星系属性显示树之间的差异时，使用一个共同的参数集。宇宙的恒星形成历史和卫星星系的性质可以在不同构造方法的树之间显示出显着的差异。独立校准每个树的半解析模型可以减少z=0的全球星系属性之间的差异，在增加星系的演化历史的差异的代价。此外，隐含的物理学可能会有所不同，导致关键的数量，如超新星反馈效率相差2倍。这种变化改变了恒星形成主要受到超新星抑制的机制。因此，使用不同但可靠的算法从共同晕目录中提取的晕合并树可能导致半分析模型的差异。然而，考虑到星系形成物理学的不确定性，这些差异可能不一定被视为重要。
2014-10-06 astro-ph.CO astro-ph.GA
SZ power spectrum and cluster numbers from an extended merger-tree model
我们最近开发了一个扩展的合并树模型，有效地遵循层次演化的星系团，并提供了一个定量描述其暗物质和气体的属性。我们采用这种诊断工具来计算热SZ功率谱和集群数计数，明确占相关的统计和固有的集群属性，如晕质量函数和气体状态方程的不确定性。这些计算的结果进行了比较，从一个直接的分析处理和流体动力学模拟。我们表明，在一定的气体质量分数的假设下，我们的结果与最新的SPT测量是一致的。我们的方法可以特别有用的预测集群数量计数和集群和宇宙学参数的依赖。
2012-01-05 astro-ph.CO
Sussing Merger Trees: A proposed Merger Tree data format
我们提出了一个共同的术语，用于描述暗物质晕的时间合并树和空间结构树。我们在HDF 5中指定了统一的数据格式，并提供了C，FORTRAN和PYTHON中的示例I/O例程。
2015-08-21 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.IM
Building Merger Trees from Cosmological N-body Simulations
虽然相当数量的工作一直致力于增长蒙特卡洛合并树，类似于那些建立从N体模拟，相对较少的努力已经投入量化的警告，一个必然遇到的，当一个提取树直接从这样的模拟。为了扭转这种趋势，本文试图为读者提供一个全面的研究问题时，面临的这条路线。建立暗物质晕及其子晕的合并历史的第一步是在模拟产生的每个时间输出（快照）中识别这些结构。即使我们在本文中讨论了这样一个算法（称为AdaptaHOP）的特定实现，我们相信我们的结果不依赖于实现的确切细节，但扩展到大多数（如果不是所有）（子）结构查找。然后，我们强调不同的方式来建立合并的历史，从AdaptaHOP晕和subhaloes，对比他们的各种优点和缺点。我们发现，最好的方法（分）晕合并的历史是通过分析，来回识别和树的建设，而不是一个进行一个简单的顺序处理这两个步骤之间。这是植根于合并树的复杂性，必须描绘一个固有的动态过程中包含的部分时间信息的收集瞬时快照从N体模拟。
2009-10-05 astro-ph.CO
A study of simulated histories of reionization with merger trees of HII regions
我们描述了一种新的方法来分析再电离过程的数值模拟：再电离的年表和几何形状的研究通过合并历史的个人HII区域。从电离斑块的合并树中，可以通过观察形成速率、合并频率和合并中涉及的单个HII区域的数量来跟踪区域属性的个体演变，例如它们的大小或渗透过程的强度。我们应用合并树技术对三种不同的电离源模型和两种分辨率的再电离进行了模拟。其中两个使用恒星粒子作为电离源。在这种情况下，我们面对两个发射率的源的演变，以达到在z ~ 6的再电离。作为替代方案，我们建立了一个半解析模型，其中从密度场提取的暗物质晕被假定为电离源。然后，我们展示了如何这种方法是一个很好的候选人，以量化所采用的恒星形成的历史上观察到的再电离的影响。半解析模型显示了一个均匀的再电离历史与“本地”的分层增长步骤为个人HII地区。另一方面，恒星形成的自洽模型倾向于呈现更少的区域，其在尺寸上占主导地位的区域在再电离的早期以牺牲“局部”再电离为代价来控制融合过程。当模拟的分辨率增加时，差异被衰减。
2012-10-02 astro-ph.CO
Stochastic Gravitational Wave Background originating from Halo Mergers
用准解析方法研究了晕并合产生的随机引力波背景。我们采用的方法包括两个步骤。第一步是通过使用扩展的Press-Schechter形式主义或Sheth & Tormen形式主义，使用Monte-Carlo实现来构造合并树。该合并树提供晕质量的演变。通过对两晕合并的$N$体模拟，我们可以估算出单个合并过程中所产生的引力波发射量。因此，第二步是将该引力波发射组合到合并树中，并获得GWB的振幅。我们发现$Ω_{GW}\sim 10^{-19}$为$f\sim 10^{-17}-10^{-16}$ Hz，其中$Ω_{GW}$是GWB的能量密度。事实证明，GWB上的大部分贡献来自质量低于$10^{15} M_\odot$的晕和低红移的合并，即，$0<z<0.8$。
2012-04-06 astro-ph.CO
The splashback radius of halos from particle dynamics: III. Halo catalogs, merger trees, and host-subhalo relations
实际上，任何涉及暗物质晕的研究都依赖于它们的半径、质量以及它们是否是次晕的定义。晕圈边界通常被定义为包括球形过密度对比（如R200 c，Rvir和R200 m），但不同的阈值导致半径和质量的显着差异。回溅半径最近被建议作为一个更物理动机（通常更大）的晕边界，增加了定义的范围。通常很难评估一个特定选择的影响，因为大多数光环星表只包含一个或几个定义，通常只有一组主-次光环关系。为了缓解这个问题，我们提出了14个N体模拟的LambdaCDM和自相似宇宙的晕目录和合并树。在ROCKSTAR星表的基础上，我们用SPARTA程序计算了附加的晕性质，并将它们与原始星表重新组合。新的星表包含了许多不同的球形超密度和回溅半径和质量，最重要的是，每个定义的主-次晕关系。我们还提出了一种新的合并树格式，其中数据存储为压缩的二维矩阵。我们进行基本的测试不同的定义之间的关系，并提出了一个更新的模型的回溅球的高密度连接。SPARTA代码以及我们的目录和合并树都是公开的。
2020-11-23 astro-ph.CO
Constructing high-fidelity halo merger trees in AbacusSummit
跟踪暗物质晕的形成和演化是任何宇宙学$N$体模拟分析的关键方面。特别是，质量大会的晕及其祖先，封装在其合并树的形式，作为一个基本的输入构建半解析模型的星系形成，更普遍的是，为建设模拟目录，模仿星系调查。我们提出了一个算法构建晕合并树AbacusSummit，宇宙学$N$体模拟迄今为止进行了近60万亿粒子组成的最大的套件，并已被设计为满足宇宙学模拟要求的暗能量光谱仪（DESI）的调查。我们的方法跟踪光环的核心，以确定对象之间的关联在多个时间片，产生的光环祖先和后代的列表，在整个套件中确定了数百亿的光环。我们提出了一个应用程序，这些合并树作为一种手段，以提高AbacusSummit晕目录的保真度，通过标记和“合并”晕被认为表现出非单调的过去的合并历史。我们表明，这种清洁技术识别部分的晕人口已被分层，由于晕发现者所作的选择，但这可能是可行的一部分，更大的聚集体系统。我们证明，通过在这个后处理步骤中清理晕目录，我们删除了默认晕目录中潜在的非物理特征，留下了一个更强大的晕人口，可用于从AbacusSummit创建高度准确的模拟星系实现。
2022-03-14 astro-ph.CO
FLORAH-Tree: Emulating Dark Matter Halo Merger Trees with Graph Generative Models
本研究扩展FLORAH模型提出FLORAH-Tree，以图结构生成完整暗物质晕并合树，在多统计量与星系标度关系上优于传统EPS方法，兼具N体模拟精度与计算效率。
2025-10-01 astro-ph.CO astro-ph.GA
Numerical hydrodynamic simulations based on semi-analytic galaxy merger trees: method and Milky-Way like galaxies
我们提出了一种新的方法来研究星系演化的宇宙学背景下。我们结合宇宙学合并树和半解析模型的星系形成多合并流体动力学模拟提供的初始条件。通过这种方式，我们利用合并模拟（高分辨率和包含气体物理）和半解析模型（宇宙学背景和低计算成本）的优势，并将它们整合起来，创建一个新的工具。这种方法使我们能够研究各种星系性质的演变，包括热气体晕的处理，气体从该气体冷却并吸积到中心盘上，这在以前的许多研究中被忽视了。这种方法比其他方法有几个优点。由于只包括感兴趣区域的粒子，运行时间比传统的宇宙学模拟短得多，从而提高了计算效率。使用宇宙学模拟，我们表明，多个合并预计将比孤立的合并序列更常见，因此星系合并的研究应该考虑到这一点。在这项初步研究中，我们提出了我们的方法，并说明了模拟10个银河系的星系，因为z=1的结果。我们发现很好的协议与观测的总恒星质量，恒星形成率，冷气体分数和光盘尺度长度参数。我们希望这种新的数值方法将是非常有用的追求一些问题有关的星系内部结构的转变，通过宇宙时间。
2012-10-19 astro-ph.CO
A Halo Merger Tree Generation and Evaluation Framework
Universidad Autónoma de Madrid（马德里自治大学）；The University of Melbourne（墨尔本大学）；Pontificia Universidad Católica de Chile（智利天主教大学）；University of Campinas（坎皮纳斯大学）；Universidad Diego Portales（迭戈·波塔莱斯大学）
半解析模型最适合比较星系形成和演化理论与观测。这些模型严重依赖于光环合并树，以及它们的真实特征（即，晕圈质量没有剧烈变化或物理位置没有跳跃）。我们的目标是提供一个新的框架晕合并树的生成，利用大体积模拟的结果，以适度的计算成本。我们将光环合并树的构建视为矩阵生成问题，并提出了一个生成对抗网络，它可以学习生成逼真的光环合并树。我们评估我们的建议合并树从EAGLE模拟套件，并显示生成的树的质量。
2019-06-22 astro-ph.CO astro-ph.GA cs.LG
Building Halo Merger Trees from the Q Continuum Simulation
宇宙学N体模拟是当今计算量最大的工作之一。一个关键的挑战是分析数十亿个紧凑的粒子团簇（称为晕）的结构、子结构和合并历史。有效地表示合并的历史晕是必不可少的许多星系形成模型用于生成合成天表，现代宇宙学模拟的一个重要应用。生成真实的模拟目录需要从模拟中计算大量的晕形成历史，并在许多时间步长内产生数十亿个晕，需要数百TB的分析数据。我们提出了快速并行算法产生晕合并树和跟踪晕子结构从一个单级，基于密度的聚类算法。合并树是通过分析相邻快照中的晕粒子隶属函数来创建的，子结构是通过跟踪合并晕的"核心"--靠近晕中心的粒子集来识别的。核心跟踪在创建合并树之后执行，并使用在树构造期间发现的关系将子结构与主机相关联。这些算法是用MPI实现的，并在Cray XK7超级计算机上进行了评估，使用了来自现代宇宙学模拟框架HACC的多达16，384个过程。我们目前的结果创建合并树从101个分析快照从Q连续体，大体积，高质量分辨率，宇宙学模拟进化的半万亿粒子。
2020-08-19 astro-ph.CO cs.DC
HBT+: an improved code for finding subhalos and building merger trees in cosmological simulations
暗物质暗晕是（不完全）晕合并的残余物。识别它们并以合并树的形式建立它们的进化联系是宇宙学模拟最重要的应用之一。分层边界跟踪（HBT）代码识别光环，因为他们的形成和跟踪他们的演变，因为他们合并，同时检测subhalos和建立他们的合并树。在这里，我们提出了这种方法的一个新的实现，HBT+，这是更快，更用户友好，更完整的物理比原来的代码。将HBT+应用到宇宙学模拟中，我们发现暗晕质量函数和峰值质量函数都可以用类似的双Schechter函数很好地拟合，两者的比值在高质量端最高，反映了大质量暗晕的弹性，它们经历了大量的动力学摩擦，但潮汐剥离有限。最大质量的暗晕的径向分布比普遍的低质量暗晕的径向分布更集中。在配置空间中工作的暗晕发现者倾向于低估大质量暗晕的质量，这种影响在主中心更强。这至少可以部分解释为什么从最近的透镜观测中推断出星系团中心有大量的暗晕。我们证明，峰值质量函数是一个强大的诊断合并树缺陷，合并树使用HBT+构建不遭受丢失或切换链接，往往折磨合并树构建更传统的晕发现。我们公开了HBT+代码。
2017-08-11 astro-ph.CO astro-ph.GA
Gravitationally Consistent Halo Catalogs and Merger Trees for Precision Cosmology
我们提出了一种新的算法，用于生成合并树和晕目录，明确确保跨时间步的晕属性（质量，位置和速度）的一致性。我们的算法已经证明了能够提高合并树和晕目录的完整性（通过检测和插入，否则丢失晕）和纯度（通过检测和删除虚假对象）。此外，我们的方法是能够鲁棒性测量的自一致性晕发现者，它是第一个直接测量的不确定性晕的位置，晕的速度，和晕质量函数为一个给定的晕发现者的基础上一致性快照在宇宙学模拟。我们使用该算法生成合并树两个大型模拟（Bolshoi和Consuelo）和评估两个光环发现者（ROCKSTAR和BDM）。我们发现，无论是ROCKSTAR和BDM晕发现者跟踪晕非常好，在这两个，没有物理上一致的祖先晕的数量是在1-2%的水平在所有晕群众。我们的代码可在http://code.google.com/p/consistent-trees上公开获取。我们的目录树和目录可在http://hipacc.ucsc.edu/Bolshoi/上公开获取。
2013-01-12 astro-ph.CO astro-ph.IM
ACACIA: a new method to produce on-the-fly merger trees in the RAMSES code
介绍了利用自适应网格细化（AMR）程序RAMSES生成暗物质晕合并树的新算法ACACIA的实现。该算法是完全并行的，并基于消息传递接口（MPI）。与大多数可用的合并树工具相反，它在N体模拟过程中动态工作。它可以跟踪暗物质子结构单独使用的指数最绑定粒子在块。一旦一个晕圈（或一个子晕圈）合并到另一个晕圈中，该算法仍然通过最后识别出的团块中最结合的粒子来跟踪它，从而允许在以后的快照中检查合并事件是否是确定的，或者它是否只是暂时的，其中团块只穿过另一个。同样的技术也可以用来追踪孤儿星系，这些星系不再被分配给母星系团，因为星系团由于数值过度合并而溶解。我们详细研究了各种参数的影响所产生的晕目录和相应的合并历史。然后，我们使用标准验证诊断比较我们的方法的性能，证明我们达到了类似于最好的可用和常用的合并树工具的质量。作为概念的证明，我们使用我们的合并树算法与参数化恒星质量晕质量关系，并生成一个模拟星系目录，显示出良好的协议与观测数据。
2021-11-23 astro-ph.CO astro-ph.GA
MEGA: Merger graphs of structure formation
在跟踪宇宙结构的增长时，我们建议用合并图取代合并树，在合并图中，晕既可以合并，也可以分裂成单独的部分。我们表明，这会导致更平稳的质量增长，并消除灾难性的失败，其中大规模的晕没有祖先或后代。对于那些喜欢坚持合并树的人，我们发现从我们的合并图导出的树具有与以前的方法类似的质量增长特性，但再次没有灾难性的失败。对于未来的星系形成建模，可以使用两种不同的密度阈值来区分宿主晕（扩展的星系晕、星系群和星系团）和密度更高的次晕：星系形成的地点。
2020-05-07 astro-ph.CO astro-ph.GA
A deep learning approach to halo merger tree construction
Universidad Autónoma de Madrid（马德里自治大学）；King’s College London（伦敦国王学院）；The University of Melbourne（墨尔本大学）；Pontificia Universidad Católica de Chile（智利天主教大学）；University of Oslo（奥斯陆大学）；Universidad Diego Portales（迭戈·波塔莱斯大学）
星系形成的半解析模型（SAM）的一个关键要素是晕的质量组装历史，编码在一个树结构。最常用的方法来构建晕合并的历史是基于高分辨率，计算密集的N体模拟的结果。我们表明，机器学习（ML）技术，特别是生成对抗网络（GANs），是一种很有前途的新工具，可以以适度的计算成本解决这个问题，并保留模拟中合并树的最佳特征。我们训练我们的GAN模型与有限的样本合并树的进化和组装的Galeries和他们的环境（EAGLE）模拟套件，使用两个光环发现者树构建算法：SUBFIND-D-TREES和ROCKSTAR-ConsistentTrees。当在训练过程中考虑多达三个变量时，我们的GAN模型成功地学习生成具有高时间分辨率的构造良好的合并树结构，并再现用于训练的合并树样本的统计特征。这些输入，其表示也由我们的GAN模型学习，是晕祖细胞和最终后代的质量，祖细胞类型（主晕或卫星）和祖细胞到主分支中的距离。后两个输入的包含极大地改进了晕质量增长历史的最终学习表示，特别是对于类似于SUBFIND的ML树。当将ML合并树的相同大小的样本与EAGLE模拟的样本进行比较时，我们发现类似于SUBFIND的ML树的协议更好。最后，我们基于GAN的框架可以用来构建低质量和中等质量晕的合并历史，这是宇宙学模拟中最丰富的。
2022-06-27 astro-ph.CO astro-ph.GA cs.LG
Growing the First Galaxies' Merger Trees
对特定星系的生长历史进行建模通常涉及生成给定宇宙学中出现的整个物体群并选择具有适当属性的系统。这种方法在针对罕见的系统时效率非常低，例如JWST检测到的极其明亮的高红移星系候选者。在这里，我们提出了一个新的框架，用于生成合并树的分支，保证实现所需的晕质量在选定的红移。这种方法增强了扩展的Press Schechter理论解与约束随机过程称为布朗桥，并在开源半解析模型$\texttt{Galacticus}$中实现。我们产生的合奏约束合并树预测的7个高红移JWST星系候选人的成长历史，发现这些系统最有可能合并$\approx 2~\mathrm{Gyr}$后的观测时期和占据质量晕$\gtrsim 10^{14}~M_{\mathrm{\odot}}$今天。这些计算比现有方法的效率高出数千倍，是分析控制的，并提供了对早期快速生长的晕演化的物理见解。我们的约束合并树实现在http://github.com/galacticusorg/galacticus上公开提供。
2023-03-23 astro-ph.CO astro-ph.GA
A Conditional Abundance Matching Method of Extending Simulated Halo Merger Trees to Resolve Low-Mass Progenitors and Sub-halos
提出一种条件丰度匹配算法，通过将低分辨率模拟的子晕并合树与高分辨率模拟匹配进行扩展，使其在统计上等价于高分辨率树并保留目标模拟信息，为星系形成模型提供输入。
2023-10-19 astro-ph.CO astro-ph.GA
Characterising the Structure of Halo Merger Trees Using a Single Parameter: The Tree Entropy
将星系的性质与它们的暗物质晕的聚集历史联系起来是星系演化理论的一个中心目标。本文介绍了一种无量纲参数$s\in[0,1]$，“树熵”，参数化的几何晕的整个质量装配层次结构，建立在一个概括的香农的信息熵。通过构造，最小熵（$s=0$）对应于没有任何合并的平滑组装的晕。相反，最高熵（$s=1$）代表纯粹由等质量双星合并产生的晕。利用从宇宙学$N$ -天体模拟SURFS中提取的模拟合并树，我们计算了$s$的自然分布，这是一条在$s=0.4$附近达到峰值的倾斜钟形曲线。这种分布对晕质量$M$和红移$z$的依赖性很弱，这可以归结为对物质微扰场中的相对峰高$δ_{\rm c}/σ(M,z)$的单一依赖性。通过探讨$s$与SHARK半解析模型产生的全球星系性质之间的相关性，我们发现$s$包含了关于星系$-$形态的大量信息，事实上比晕的自旋、浓度和聚集时间的信息还要多。因此，树熵提供了星系和它们的暗物质晕之间信息丰富的联系。
2020-02-11 astro-ph.CO astro-ph.GA math.CO
The Mass Function of Unprocessed Dark Matter Halos and Merger Tree Branching Rates
在星系形成的半解析模型中，一种常见的方法是构造质量取自晕质量函数的暗物质晕的合并历史的蒙特卡罗实现。无论是质量函数本身，并用于构建合并历史的合并率校准N体模拟。通常，“后溅”晕（那些曾经是较大晕内的次晕，但后来移动到晕外的晕）在晕质量函数和合并率（或等效的祖质量函数）中都被计算在内。这将导致在蒙特卡罗合并历史中的质量的双重计数，这将使结果相对于N体结果产生偏差。我们测量晕质量函数和合并率与此双重计数删除在一个大的，宇宙学的N体模拟与宇宙学参数符合当前的约束。此外，我们占N-体晕质量估计的固有噪声性质时，拟合函数N-体数据，并显示，忽略这些错误会导致显着的系统偏差，从国家的最先进的N-体宇宙学模拟的精度统计。
2016-10-04 astro-ph.CO astro-ph.GA
Halo Merger Tree Comparison: Impact on Galaxy Formation Models
本研究探讨了不同halo查找器和merger tree算法对GALFORM半解析模型预测星系性质的影响，发现恒星质量函数等主要性质对算法选择不敏感，结论是经过适当处理后模型预测结果稳定一致。
2021-06-23 astro-ph.CO astro-ph.GA
CTree: Branch-wise compatible merger tree builder
Institut d’Astrophysique de Paris, Sorbonne Université, CNRS（巴黎天体物理学研究所，索邦大学，法国国家科学研究中心）；Kyung Hee University, Dept. of Astronomy & Space Science（庆熙大学，天文与空间科学系）
CTree是一种分支式并合树构建器，利用目标分支的演化信息识别前身星，仅需粒子与目标标识符，兼容多种目录，经暗物质模拟验证，生成稳定并合树，代码开源并行高效。
2026-09-09 astro-ph.CO astro-ph.IM
Present-Day Descendants of z=3 Ly-α Emitting Galaxies in the Millennium-II Halo Merger Trees
利用千禧年II模拟的暗物质次晕合并历史，我们创建了z=3.1的莱曼阿尔法发射（LAE）星系的模拟目录，以研究其后代的性质。通过选择次晕来匹配从这些星系的观测中确定的数量密度和典型的暗物质质量，创建了几个模型。采用基于质量和基于年龄的选择标准，研究了它们对z~2，1和0的后代种群的影响。对于最能代表z=3.1的LAEs的模型，z=0的后代具有10^12.7 M_Sun的中位暗物质晕质量，质量分布很广（50%在10^11.8和10^13.7 M_Sun之间）。我们的研究区分了中心子晕和卫星子晕，发现约55%的z=0后代是中心子晕，M_Median约为10^12 M_Sun。这证实了z=3.1 LAEs的中心z=0的后代具有典型的L* 型星系的晕质量。卫星子晕存在于暗物质质量约为10^14 M太阳的群/星团环境中。中位后代质量是强大的各种方法的年龄测定，但它可能会变化的因素5，由于目前的观测不确定性的LAE集群用于确定其典型的z=3.1暗物质质量。
2012-04-05 astro-ph.CO
Constructing Merger Trees of Density Peaks Using Phase-Space Watershed Segmentation Algorithm
本研究针对宇宙学模拟中的结构识别问题，提出基于密度峰的结构定义与相空间分水岭算法，还开发了利用增强势追踪密度峰的并合树代码，可有效处理空间重叠的复杂结构场景。
2025-01-14 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.IM
Galaxy Formation: Merger vs Gas Accretion
根据分层模型，小星系首先形成，然后合并在一起形成更大的物体。与此同时，星系通过宇宙细丝的吸积来聚集它们的质量。最近，宇宙学模拟的空间分辨率的提高强调了大部分冷气体可以被星系吸积。为了比较这两种现象的作用和相应的恒星形成历史，人们必须在数值模拟中检测结构，并通过建立合并树来及时跟踪它们。
2010-12-28 astro-ph.CO
Local reionizations histories with merger tree of HII regions
我们约束周围的祖先星系的再电离过程的初始阶段，如初始的HII区域的范围之前，其融合与紫外背景和其传播的持续时间。我们使用了一套再电离模拟不同的分辨率和电离源配方。由于HII区域的合并树，建立了HII区域属性的目录。我们绘制了当地的再电离历史作为时间的函数，并根据该地区的晕质量祖先的变化进行调查。然后，我们外推的晕质量内的区域从高z到z=0的z=0星系的再电离历史的预测。我们发现，HII区出现得越晚，在它看到全球紫外背景之前，它的相关寿命和体积就越小。HII区初始增长的持续时间和范围在很大程度上取决于内晕的质量，可以长达再电离时期的50%。我们发现，最大的质量是今天的晕，它出现的越早，其HII区的扩展和传播的持续时间越大。定量预测不同，取决于盒子的大小或源模型：小的模拟体积受HII区域和基于晕的源模型之间的邻近效应预测较小的区域和较慢的I-前膨胀比模型使用恒星粒子作为电离源。我们的研究结果表明，银河系型晕有一个最大的范围为1.1兆秒差距/小时的初始HII区，建立了自己在150-200 $\pm 20$万年。这与使用受约束的本地群模拟进行的预测一致。考虑到质量与本星系群（MW+M31）相当的晕，我们的结果表明，统计上它没有受到来自室女座星系团的外部锋的影响。
2014-06-23 astro-ph.CO
A semi-analytic model comparison - gas cooling and galaxy mergers
我们使用三个半解析星系形成模型的简化版本来研究气体冷却和星系合并的不同假设的影响。通过在从高分辨率宇宙学N体模拟中提取的合并树的相同集合上运行三个模型，我们能够进行统计分析和逐晕比较。我们的研究表明，在相同的合并树上操作时，这里使用的三个模型之间有很好的统计一致性，反映了半分析模型的基本框架的普遍一致性。然而，我们还表明，通常采用的各种假设来处理气体冷却和星系合并可能会导致显着不同的结果，至少在某些制度。特别是，我们发现，采用不同的气体冷却模型导致类似的结果，质量尺度相当于我们自己的银河系。然而，在更大的质量尺度上会出现显著的差异。这在很大程度上（但不完全）是由于对“快速冷却”状态的不同处理以及对热气分布的不同假设。在这个质量制度，预测的冷却速率可以相差约一个数量级，重要的影响，这些模型的相对权重，给活动星系核的反馈，以对抗过度的气体凝结在相对大规模的晕在低红移。星系合并模型中的不同假设也会导致合并时间的显著差异，对大质量星系的形成和演化产生重要影响。
2010-04-12 astro-ph.CO
The Contribution of Mergers and Accretion to Dark Matter Halo Assembly: An Excursion Set Theory Approach
Federal University of Paraíba（帕拉伊巴联邦大学）
该研究基于EST扩展并合树算法，明确并合比阈值影响吸积贡献比例，揭示吸积质量分布特征，为研究暗物质晕形成提供高效准确的框架。
2026-10-15 astro-ph.CO astro-ph.GA
Self-similar decomposition of the hierarchical merger tree of dark matter halos
本文利用宇宙学模拟和 HBT+ 发现暗物质晕第1层子晕峰值质量函数具有近似普适性，并通过自卷积构建任意层级子晕模型，揭示其层级并合起源及对卫星星系的意义。
2025-06-11 astro-ph.CO astro-ph.GA
Learning the Universe with cosmological rescaling of merger trees and semi-analytic galaxy formation models
University of Oxford（牛津大学）；Center for Computational Astrophysics, Flatiron Institute（平顿研究所计算天体物理中心）；Department of Astrophysical Sciences, Princeton University（普林斯顿大学天体物理科学系）；Columbia Astrophysics Laboratory, Columbia University（哥伦比亚大学天体物理实验室）；Donostia International Physics Center (DIPC)（圣塞巴斯蒂安国际物理中心）；IKERBASQUE, Basque Foundation for Science（伊克巴斯基克，巴斯克科学基金会）；Facultad de Física, Universidad de Sevilla（塞维利亚大学物理学院）
提出将宇宙学缩放方法直接应用于合并树，结合半解析模型，以极低成本生成跨宇宙学和天体物理参数的星系种群，并实现高精度参数估计。
2026-07-07 astro-ph.CO astro-ph.GA
Mergers drive spin swings along the cosmic web
利用宇宙流体动力学模拟（Horizon-AGN）研究了星系合并和星系自旋重定向之间的密切关系。通过合并树的统计分析，我们表明，自旋摆动主要是由合并沿宇宙网的结构，这些事件占大质量星系的首选垂直取向相对于他们最近的灯丝。相比之下，低质量星系（在红移1.5时，M_s<10^10 M_sun）即使有合并，也很少合并，它们的自旋往往与它们的暗条很好地对齐。晕遵循与星系相同的趋势，但对平滑的各向异性吸积表现出更大的敏感性。合并对自旋大小的相对影响对于次要合并和主要合并来说有质的不同：合并（和扩散吸积）通常会增加角动量的大小，但最大质量的主要合并也会产生一群自旋较少的物体。如果没有合并，长期吸积会增加星系的自转，但不会增加晕的自转。它也（重新）调整星系与它们的灯丝。
2014-03-11 astro-ph.CO
Gravitational-wave background from supermassive black holes without merger trees: Tidally regulated mergers and direct inference from the NANOGrav 15 yr data
GRAPPA Institute, University of Amsterdam（阿姆斯特丹大学 GRAPPA 研究所）；Kavli Institute for the Physics and Mathematics of the Universe (Kavli IPMU, WPI), University of Tokyo（东京大学 宇宙物理数学 Kavli 研究所）
提出无需并合树的半解析框架，直接积分N体重标定吸积核计算超大质量黑洞引力波背景，并用NANOGrav 15年数据推断，发现黑洞质量归一化偏高约0.31 dex。
2026-10-06 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Star formation in mergers with cosmologically motivated initial conditions
我们使用半解析模型和宇宙学合并树来提供多合并数值流体动力学模拟的初始条件，并利用这些模拟来探索星系相互作用和合并对恒星形成（SF）的影响。我们计算从z=1.5到z=0的12棵合并树的数值实现。根据最近的观测和星系形成模型的预测，我们包括了所有星系周围的大热气晕的影响。我们发现，包括热气晕有一些重要的影响。首先，正如预期的那样，由于热晕的冷却和冷气体库的补充，长时间尺度上的恒星形成率增加。其次，我们发现，从长远来看，相互作用并不总是增加SF。这部分是由于轨道星系将引力能量转移到热气体晕并提高其温度。最后，我们发现，相对大小的星暴，包括热晕，是远远小于以前的研究表明。我们的模拟还表明，相互作用的顺序和时间对星系的演化很重要。当多个星系同时相互作用时，SF增强小于星系串联相互作用时。所有这些效应都表明了在星系演化模型中包括热气体和宇宙学动机的合并树的重要性。
2015-07-06 astro-ph.CO astro-ph.GA
SMBH growth parameters in the early Universe of Millennium and Millennium-II simulations
我们从千禧年和千禧年II模拟中制作了黑洞（BH）合并树，以发现在什么条件下10^9 Msun SMBH可以通过红移z=7形成。为了利用这两个：大盒子大小的千禧年模拟和大质量分辨率的千禧年-II模拟，我们开发了一种方法，将这两个模拟结合在一起，并使用千禧年-II合并树预测BH种子中使用的千禧年合并树。我们运行多个半分析模拟SMBHs增长通过合并和事件的气体吸积引发的主要合并。作为约束，我们使用观测到的BH质量函数在红移z=6。我们发现，根据最近对中等超爱丁顿吸积的观测，只要吸积过程中的吸积是中等超爱丁顿吸积（fEdd =3.7），低质量种子（100 Msun）就可能是高红移SMBH（z~7）的祖先。
2015-06-23 astro-ph.CO astro-ph.GA
Merger relics of cluster galaxies
上下文Sheen及其合作者最近发现，在重星系团中，令人惊讶的是，大部分（38%）的大质量早型星系显示出强烈的合并相关扰动特征。这与大质量星系团是星系合并的不利环境的一般理解相矛盾。考虑到合并在星系演化中的重要性，理解这一点很重要。目标。我们的目标是提出一个理论基础，解释星系合并的大规模集群。方法.我们使用N体模拟技术进行宇宙体积模拟，并推导出暗晕合并树。然后，我们使用半解析建模技术来填充每个星系晕。我们对星系合并进行了流体动力学模拟，以估计Sheen及其合作者使用的成像条件下合并特征的寿命。我们将此合并功能生命周期应用于我们的半分析模型。最后，我们计算了重模型星系团中的大质量早型星系，这些星系将显示出强烈的合并特征。结果虽然仍然有很大的不确定性，我们的初步结果非常接近所观察到的星系合并功能的部分。成功的关键因素是双重的：第一，暗晕中的晕下运动已被准确追踪，第二，合并功能的寿命已被正确估计。因此，合并功能预计将在集群环境中持续很长时间。因此，重星系团中的许多大质量早型星系显示出合并特征，并不是因为它们在当前的星系团中经历了合并，而是因为它们仍然携带着来自先前晕环境的合并特征。结论.研究星系团的合并遗迹具有潜在的重要性，因为它独特地允许我们回溯晕合并的历史。
2013-05-30 astro-ph.CO
Merger-induced disturbance and temporal signatures in galaxy clusters: a combined phase space and photometric analysis
Brown University（布朗大学）
本文提出了一种结合相空间和光度分析的方法，用于量化星系团中的合并扰动，并通过X射线观测和蓝星系分数验证其有效性。
2026-01-09 astro-ph.CO astro-ph.GA
Evolution of the Merger Induced Hydrostatic Mass Bias in Galaxy Clusters
在这项工作中，我们研究的影响，合并的流体静力学质量估计的星系团使用高分辨率的欧拉宇宙学模拟。我们利用合并树隔离我们的样本中的每个集群的最后一次合并，并遵循系统放松时的流体静力学质量偏差的时间演化。我们发现，在合并过程中，冲击传播从父集群向外，导致流体静力学质量偏差的高估。在合并之后，随着集群松弛，流体静力学质量估计的偏差减小，但仍保持在-5-10%的水平，在r500内有15-20%的分散。我们还调查了合并后的压力支持从散装运动，这种剩余质量偏差的主要原因的演变。在r500处，在合并期间，来自随机运动的贡献在总压力的30%处达到峰值，并且随着团簇松弛而迅速衰减到\sim 10-15%。此外，我们使用随机运动压力的测量来校正流体静力学质量估计。我们发现，在4 Gyr后，合并事件对流体静力学质量偏差的直接影响已经可以忽略不计。此后，质量偏差主要是由于气体中的剩余体积运动，这在流体静力平衡方程中没有考虑。我们提出了一种流体静力学质量偏差校正方法，可以恢复无偏的集群质量为9%的分散在r500和11%的分散在郊区，在r200内的放松集群。
2012-03-27 astro-ph.CO
The Effect of Dry Mergers on the Color-Magnitude Relation
我们通过一个简单的玩具模型研究了贫气体（所谓的“干”）合并对早型星系色-星等关系（CMR）的影响，并与斯隆数字巡天（SDSS）的低z观测结果进行了比较。观察到的红色序列显示出向蓝色倾斜，并且在亮端的散射减少。这些特点是预测我们的模型，合并树的基础上，从半解析模型的星系形成。我们假设星系在经历主要的富含气体的合并时进入“创造红序列”。随后的干合并通过增加星系的质量使星系沿着关系移动，但也使它们稍微变蓝。这是因为明亮的星系最有可能与更多更暗的星系合并，因此更蓝的星系位于关系的更深处。明亮的星系比暗淡的星系经历更高比例的干合并，这导致CMR斜率的变化。一个更现实的模型，包括分散在初始的关系表明，干合并导致收紧的CMR向亮端。因此，观测到的CMR中的小分散不能用来反对干合并引起的显著质量增长。
2009-02-19 astro-ph.CO
The effect of dry mergers on the color-magnitude relation of early-type galaxies
我们调查的干合并的颜色-星等关系（CMR）的星系的效果，并发现合并的层次模型预测的结果在一个红色的序列，比较以及与观察到的低红移关系。从斯隆数字巡天数据发布6中选择的29，000个早期星系的样本显示，CMR的亮端比暗端具有更浅的斜率和更小的散射。这种星等依赖性是由一个简单的玩具模型预测的，在这个模型中，富含气体的星系合并通过淬灭它们的恒星形成而将星系移动到“创造红序列”（CRS），而随后的红色，缺乏气体的星系之间的合并（所谓的“干”合并）沿着关系移动星系。我们使用星系合并树从半解析模型的星系形成，以测试这种效果的幅度，并找到一个斜率的变化，在明亮的一端，括号的意见，使用气体分数阈值为10-30%，分离湿和干合并。一个更现实的模型，包括散射在CRS表明，干合并减少了散射在明亮的结束。与先前的声明相反，在观测到的CMR中的小分散因此不能用于约束干合并的量。
2009-05-27 astro-ph.CO
The merger rate of galaxies in the Illustris Simulation: a comparison with observations and semi-empirical models
我们通过直接追踪暗晕中重子的含量，构造了星系的合并树。这些合并树被用来计算星系-星系合并率作为后代恒星质量、祖先恒星质量比和红移的函数。我们证明，最合适的定义的质量比的星系星系合并包括在采取两个祖质量的时候，次级祖达到其最大恒星质量。此外，我们通过允许一些物体在寻找后代时“跳过”快照，并且只考虑显示明确定义的“坠落”时刻的合并，来避免“孤儿”星系的影响。采用这些定义，我们得到了具有以下主要特征的星系-星系合并率的良好收敛的预测，除了最后一个之外，这些特征在性质上与晕-晕合并率相似：与红移的强相关性，演化为$\sim (1+z)^{2.4-2.8}$，关于质量比的幂律，以及对后代恒星质量的依赖性增加，对于质量大于$\sim 2 \times 10^{11} \, {\rm M_{\odot}}$的后代恒星，该曲线明显变陡。这些趋势与中等大小星系（$M_{\ast} \gtrsim 10^{10} \, {\rm M_{\odot}}$）的观测限制是一致的，但与最近对大质量星系（$M_{\ast} \gtrsim 10^{11} \, {\rm M_{\odot}}$）的密偶分数的观测结果有矛盾，后者报告了一个几乎恒定或减少的红移演化。最后，我们提供了一个拟合函数的星系星系合并率，这是准确的在很宽的范围内的恒星质量，祖质量比，和红移。
2015-03-20 astro-ph.CO astro-ph.GA
Testing the key role of the stellar mass-halo mass relation in galaxy merger rates and morphologies via DECODE, a novel Discrete statistical sEmi-empiriCal mODEl
合并和恒星形成在调节星系生长中的相对作用仍然是一个激烈争论的问题。在这里，我们提出了我们的DECODE，一个新的离散统计sweet-empiriCal的mODEl专门设计用于快速，有效地预测，在一个完整的宇宙学背景下，星系组装和合并的历史，任何给定的输入恒星质量晕质量（SMHM）的关系。DECODE根据精确的暗晕质量和所有暗晕（包括其他暗晕中的暗晕）的落入红移概率函数（因此是统计的）生成逐对象的暗物质合并树（因此是离散的），对质量或体积几乎没有分辨率限制。合并树，然后转换成星系组装的历史，通过输入，红移依赖SMHM关系，这是高度敏感的星系恒星质量函数的重要系统学和它的演化与宇宙时间。DECODE可以准确地再现流体动力学模拟和半解析模型的预测平均星系合并率和组装历史，当采用它们的SMHM关系的输入。在目前的工作中，我们使用DECODE证明，只有SMHM的关系暗示的恒星质量函数的特点是大丰度的大质量星系和显着的红移演化，至少在$M_\star \gtrsim 10^{11} \, M_\odot$，可以同时再现本地丰度的卫星星系，星系（主要合并）对以来$z \sim 3$，和增长的Brilliant星系团Galliant。同样的模型也可以重现椭圆星系的局部部分，假设这些是严格由主要合并形成的，但不是完整的膨胀盘比分布，这需要额外的过程。
2022-08-09 astro-ph.CO astro-ph.GA
On the accuracy of dark matter halo merger trees and the consequences for semi-analytic models of galaxy formation
本文研究宇宙学模拟中暗物质晕并合树的数值伪影问题，量化不同工具组合的伪影发生率，发现HBT-HERONS可有效降低伪影，并通过半解析模型SHARK和GALFORM展示伪影对星系预测的影响及修复后的改进。
2025-04-16 astro-ph.CO astro-ph.GA
The rise and fall of stellar discs across the peak of cosmic star formation history: mergers versus smooth accretion
从一个国家的最先进的宇宙流体动力学模拟，地平线-AGN星系合并树，我们进行了统计研究如何合并和平滑吸积驱动星系的形态特性以上$z > 1$。更具体地说，我们研究恒星的密度，有效半径和形状参数来自惯性张量取决于合并不同的质量比。我们发现了强有力的证据表明，在宇宙时间内，平滑的吸积往往会使小星系变平，从而形成盘。另一方面，合并，而不仅仅是主要的合并，表现出膨胀和破坏恒星盘的倾向，证实了椭圆星系的起源。我们还发现，椭圆星系更容易通过合并比盘星系的尺寸质量演化$r \prop M^{1.2}$而不是$r \prop M^{-0.5} - M^{0.5}$取决于合并质量比的大小增长。气体含量驱动的大小质量的演变，由于合并与气体贫星系$r \prop M^2$比气体丰富的星系$r \prop M$更快的大小增长。
2015-02-17 astro-ph.CO astro-ph.GA
Morphological signatures of mergers in the TNG50 simulation and the Kilo-Degree Survey: the merger fraction from dwarfs to Milky Way-like galaxies
利用TNG 50宇宙学模拟和Kilo-Degree Survey（KiDS）观测，我们研究了在大范围的星系恒星质量（$8.5\leqslant\log(M_\ast/\text{M}_\odot)\leqslant11$）范围内，星系合并和局部宇宙光学形态之间的联系。为此，我们已经生成了超过16,000个TNG 50星系的合成图像，旨在匹配KiDS观测，包括尘埃衰减和散射的影响，并使用$\mathrm{\mathtt{statmorph}}$代码来测量两个数据集的$r$波段中各种基于图像的形态诊断。这些测量包括Gini- $M_{20}$和浓度-不对称性-平滑性统计。总的来说，我们发现TNG 50和KiDS星系的光学形态之间有很好的一致性，虽然前者比它们的观测对应物稍微更集中和不对称。之后，我们训练了一个随机森林分类器，以识别模拟中的合并星系（包括主要和次要合并），使用形态学诊断作为模型特征，以及合并树的合并统计数据作为基础事实。我们发现，不对称统计表现出最高的特征重要性的所有形态参数考虑。因此，我们的算法的性能是比较传统的方法选择高度不对称的星系。最后，使用我们的训练模型，我们估计了我们的合成和观测星系样本中的星系合并分数，发现在这两种情况下，星系合并分数作为恒星质量的函数稳步增加。
2022-11-10 astro-ph.CO astro-ph.GA
A Global Semi-Analytic Model of the First Stars and Galaxies Including Dark Matter Halo Merger Histories
本文构建纳入 Monte Carlo 暗物质晕并合树的高红移第一代恒星与星系半解析模型，校准最小成星晕质量，并评估质量离散、LW反馈及有限模拟体积对 SFRD 的影响。
2023-12-04 astro-ph.CO astro-ph.GA
A-SLOTH: Ancient Stars and Local Observables by Tracing Halos
星系被认为存在于暗物质的大型引力束缚结构中，即所谓的晕。虽然这些晕中最小的没有恒星或只有几颗恒星，但最大的却拥有整个星系团。在宇宙的历史中，光环经常碰撞和合并，形成越来越大的结构。合并树，即，不断演化的晕的目录，以及它们在生长和合并时的联系，已经成为描述和理解宇宙学物体（如我们的银河系）历史的重要工具。建立在这种合并树之上的半解析模型是宇宙学理论研究的常用方法。当需要考虑的空间和时间尺度的动态范围对于数值模拟来说变得太大时，这种模型的半分析性质特别有益。通过追踪晕的古代恒星和局部可观测物（A-SLOTH）就是这样一个半分析模型，它旨在以快速和可访问的方式模拟早期宇宙中的恒星形成。它使用合并树，无论是从数值模拟或统计算法产生的描述星系的历史。用近似和统计模型描述重子物理过程，特别是气体冷却、恒星形成和恒星反馈。该模型的应用范围很广，因此我们将其提供给科学界。
2022-09-12 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.IM
