The insignificance of major mergers in driving star formation at z~2
我们研究了主合并驱动的恒星形成在早期宇宙中的意义，通过量化这一过程对z~2处80个大质量（M* > 10^10 MSun）星系的总恒星形成预算的贡献。利用静止帧V波段HST成像的视觉分类形态，我们发现55+/-14%的恒星形成预算由非相互作用的晚期类型承载，27+/-8%在主要合并中，18+/-6%在球状体中。考虑到一个经历大合并的系统在这个时期继续经历由其他过程驱动的恒星形成（例如冷吸积，小合并），~27%是这个时期大合并对恒星形成活动贡献的上限。主要合并中的平均比恒星形成率与非相互作用的晚期类型的平均比恒星形成率之比约为2.2：1，这表明主要合并导致的恒星形成的增强通常是适度的，并且在经历主要合并的系统中，只有不到一半的恒星形成与合并本身无关。考虑到这一点，我们估计，实际的主要合并贡献的恒星形成预算可能低至~ 15%。虽然我们的研究并不排除早期宇宙中主要合并占主导地位的时代，但如果主要合并对恒星形成的贡献没有强烈演变成更大的回顾时间，那么这个过程在推动恒星质量组装方面的作用相对微不足道。
2012-10-15 astro-ph.CO
Formation and evolution of dwarf galaxies in the CDM Universe
我们首先回顾了潮汐搅拌模型的结果，富气矮不规则星转化为矮椭球体，旋转支持恒星系统变成压力支持的。我们强调的冲压压力剥离和宇宙紫外线背景加热的组合效应的重要性，在去除气体和转换的对象到一个气体贫乏的系统作为dSphs。我们讨论了如何进入主晕的矮星的时间决定了最终的质光比和恒星形成的历史。其次，我们回顾了最近的宇宙学模拟富含气体的矮星的形成的结果。这些模拟最终能够产生一个真实的物体，没有凸起，指数分布和缓慢上升的旋转曲线。这一结果是由于包含了一个不均匀的ISM和恒星形成计划的基础上，具有典型的分子云复合物密度的区域。超新星驱动的风在这种模式下变得更加有效，在高红移时将低角动量重子驱动到维里半径之外，并将暗物质尖点变成核心。最后，我们展示了第一个潮汐搅拌实验采用在宇宙学模拟中形成的矮星作为初始条件。后者以气体为主，有湍流厚的气体和恒星盘盘，不能发展强大的酒吧，但他们有效地加热成球体的潮汐冲击。
2011-04-21 astro-ph.CO
Introducing the TNG-Cluster Simulation: overview and physical properties of the gaseous intracluster medium
本研究推出TNG-Cluster模拟项目，通过重模拟352个大体积星系团区域，在保留原有物理模型与分辨率的前提下，大幅扩充大质量星系团样本，为星系团相关多领域研究提供新的模拟数据支撑。
2024-03-06 astro-ph.CO astro-ph.GA
The Circum-Galactic Medium of MASsive Spirals II: Probing the Nature of Hot Gaseous Halo around the Most Massive Isolated Spiral Galaxies
本文分析了本机宇宙中六个超大质量螺旋星系的环银河介质（CGM-MASS）样本的XMM-牛顿数据。所有的CGM-MASS星系都有来自热气体的漫射X射线发射，这些气体在从星系中心延伸的背景$\sim(30-100)\rm~kpc$之上被探测到。这使现有的对大质量螺旋星系周围这种扩展的热CGM的探测增加了一倍。热气体的径向软X射线强度分布可以用$β$函数拟合，其斜率通常在$β=0.35-0.55$范围内。这个范围，以及那些$β$值测量的其他大质量螺旋星系，包括银河系（MW），一般是一致的X射线发光的椭圆星系类似的热气体光度和温度，并与那些预测的流体静力学等温气体晕。在这样的大质量螺旋星系中，热气的温度往往与其维里值相当，这表明引力加热的重要性。这与低质量星系形成对比，在低质量星系中，热气体的温度往往系统地高于维里温度。在所有CGM-MASS星系的整个晕圈中，辐射冷却与热气体自由降落时间尺度的比值远大于$\sim10$的临界值，表明CGM中气体冷却和沉淀的效率很低。因此，这些大质量螺旋星系中的热CGM很可能处于流体静力学状态，反馈物质与CGM混合，而不是逃离晕或落回盘。我们还同质化和比较CGM-MASS星系和其他星系样本测量的晕X射线光度，并讨论了在这些大质量的螺旋星系中检测到的“失踪”的星系反馈。
2017-10-19 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
Prevalent elongated galaxies in the early Universe evidenced by stellar kinematics
School of Physics and Electronics, Hunan University（湖南大学物理与电子学院）；Department of Astronomy, School of Physics, Peking University（北京大学物理学院天文学系）
研究通过恒星动力学揭示早期宇宙中存在大量扁长星系，挑战了传统观点，表明银河系等盘状星系的形成可能经历了维度转变。
2026-03-14 astro-ph.CO astro-ph.GA
An HST/COS legacy survey of intervening SiIII absorption in the extended gaseous halos of low-redshift galaxies
双电离硅（SiIII）是星系内外弥漫电离气体的强大示踪剂。它可以在本地宇宙中的紫外线（UV）吸收中观察到明亮的河外背景源。本文基于哈勃空间望远镜（HST）上的宇宙起源摄谱仪（COS）获得的303条河外视向线的紫外吸收光谱，对低红移（z<=0.1）星系的SiIII选择性吸收体及其与环星系介质（CGM）的关系进行了广泛的研究。沿着Dz=24的总红移路径，我们确定了69个干预SiIII系统，所有显示相关的吸收从其他低和高离子。对于柱密度log N（SiIII）>12.2的吸收体，我们推导出偏差校正的数密度dN/dz（SiIII）=2.5。我们发展了一个几何模型的吸收截面的CGM周围的本地星系人口和发现模型的预测和观测之间的良好协议。我们进一步比较红移和位置的吸收器与~64,000星系档案星系巡天数据。对于大多数的吸收体，我们确定可能的主机星系内的吸收器300公里/秒，并推导出碰撞参量rho<200千秒差距，表明SiIII吸收体和星系的空间分布高度相关。我们的研究表明，我们的样品中的大多数硅选择的吸收剂跟踪的CGM附近的星系维里半径在一个典型的覆盖分数~ 70%.From一个详细的电离模型，我们估计，扩散气体的CGM星系周围，跟踪的硅III，包含更多的重子质量比他们的中性星际介质。
2016-03-17 astro-ph.CO astro-ph.GA
Early-type galaxies in the Chandra COSMOS Survey
本文研究了ChandraCOSMOS巡天中69个早期星系（ETG）的X射线探测样本，探讨了红移至z=1.5范围内，热气体晕的X射线光度（LX，gas）与星系的恒星积分光度（LK）之间的关系。在局域宇宙中，这两个量（L_X，气体~ L_K ^[4.5]）之间建立了一种紧密的陡峭关系，这表明在X射线发光系统中存在大量维里化的晕。我们使用从本地宇宙ETG的研究，连同预期的X射线发射的演变，从我们的样品的X射线光度减去低质量X射线双星种群（LMXB）的贡献建立良好的关系。我们的选择最大限度地减少了活动星系核（AGN）的存在，产生了一个代表正常被动COSMOS ETG的样本;因此，由此产生的光度应该是代表气体晕，虽然我们不能排除其他来源，如模糊的AGN，或增强的X射线发射与嵌入恒星形成在较高的z星系。我们发现，大多数L_X<10^42 erg/s，z<0.55的星系都遵循本宇宙ETGs的L_X，气体- L_K关系。对于这些星系，引力质量可以从局域维里关系中得到一定程度的估计。然而，更明亮的星系（10^42<LX <10^43.5 erg/s）和遥远的星系呈现出明显更大的散射;这些星系也倾向于具有更年轻的恒星年龄。在这些星系中，从局部L_X，气体- L_K关系的发散意味着显著增强的X射线发射，比从局部关系预测的大100倍。我们讨论了隐藏的活动星系核的存在下，这一结果的影响，和热晕的演化，在存在…
2014-05-27 astro-ph.CO astro-ph.GA
Evolution of the universe in entropic cosmologies via different formulations
我们研究了两种类型的熵力模型在一个均匀的，各向同性的，空间平坦的，物质主导的宇宙。第一种是类似于$Λ(t)$ CDM（变λ冷暗物质）模型的“$Λ(t)$型”，其中弗里德曼方程和加速度方程都包括额外的驱动项。第二种类型是一个“BV型”类似于散装粘性模型，其中的加速度方程包括一个额外的驱动项，而弗里德曼方程没有。为了系统地研究这两种类型，我们考虑一个扩展的熵力模型，其中包括一个哈勃参数（$H$）项和一个常数项的熵力条款。$H$项从体积熵导出，而常数项从与面积熵的平方成比例的熵导出。在扩展的熵力模型的基础上，我们研究了将$H$和常数项与$Λ(t)$和BV类型相结合得到的四个模型。这四个模型与观测到的超新星数据符合得很好，并恰当地描述了宇宙晚期的背景演化。然而，一阶密度扰动的演变是不同的，在四个模型中，特别是对于低红移，假设一个有效的声速是可以忽略的。发现$Λ(t)$类型与观察到的聚集性增长率一致，与本研究中检查的BV类型相反。为了系统地研究这两种类型的密度扰动，还提出了一个统一的公式。
2014-06-03 astro-ph.CO hep-ph
Formation of the First Low-Mass Stars from Cosmological Initial Conditions
我们模拟了早期宇宙中最早形成的星系之一中贫金属（10^-2 Z太阳）星团的形成，特别是高红移原子冷却晕（z~14）。这是第一个从现实宇宙学初始条件开始的模拟中解决单个金属富集恒星形成的计算。我们跟踪了母晕中几个致密团块中的一个致密团块的演化。这个星团在7000年内形成了一个约40颗恒星和亚恒星天体的星团，并可能继续形成恒星约5倍。原恒星尘埃加热对恒星形成效率的影响可以忽略不计，至少在早期的演化阶段，但它适度抑制气体碎片和褐矮星的形成。我们观察到碎片在薄的气体细丝和持续吸积在较大的，旋转的结构，以及喷射的二元相互作用。经过约10^4年的碎裂和吸积后，对大于0.1兆太阳的恒星初始质量函数进行了评估，这似乎与Geha等人（2013）最近在超暗矮球状星系卫星中的测量结果一致。
2014-02-11 astro-ph.CO astro-ph.GA
Galaxy Formation in Heavily Overdense Regions at z~10: the Prevalence of Disks in Massive Halos
利用高分辨率的宇宙学数值模拟，我们分析了宇宙中高过密区z~10处星系的演化。这些天体可能代表了哈勃WFC 3最近观测到的高红移星系，也可能是z~6-7类星体的前兆。为了克服宇宙学模拟中的采样和分辨率问题，我们使用了约束实现方法。我们对z~10的主要结果表明，在总质量>=10^9h^{-1}Mo的范围内，在同动坐标系中半径为3.5h^{-1}Mpc的区域完全由盘星系支配。我们已经证实，我们确定的气体和恒星盘是强大的形态特征，能够在这些红移的持续合并过程中幸存下来。低于这个质量范围，我们发现磁盘分数急剧下降到可以忽略不计的数字。在这样的红移下，盘状物似乎富含气体，而暗物质晕则富含重子，比宇宙中重子的平均比例高出2-3倍。盘星系的流行在高密度峰期间的再电离的时代是相反的形态密度的趋势，在低红移观察。
2011-08-03 astro-ph.CO
Evidence of X-ray emission from the Warm Hot Intergalactic Medium
本研究通过对XMM-Newton和eROSITA数据进行功率谱分析，首次高置信度间接探测到来自温热星系际介质的X射线辐射，填补了宇宙大尺度结构演化图景的关键空白。
2023-07-26 astro-ph.CO
Mining Circumgalactic Baryons in the Low-Redshift Universe
本文根据对195个星系附近红移z<0.176的Lya、CII、CIV、SiII、SiIII和SiIV吸收跃迁的观测，对多相环星系介质（CGM）的吸收线进行了研究。该星系样本是基于公共星系和类星体调查数据之间的交叉比较而建立的，其特征是红移中值<z>=0.041，<d>到背景类星体视线的投影距离中值=362 kpc，恒星质量中值log（M_star/M_sun）= 9.7 \pm 1.1。将类星体光谱中发现的吸收体特征与已知的星系性质进行比较，发现了z<~0.176时CGM吸收特性的强约束。首先，观测到d~500 kpc的丰富氢气，远远超过单个星系的暗物质晕半径Rh，平均覆盖率约为60%。相比之下，在d>~0.7 Rh的低质量矮星或高质量星系中都没有检测到重元素。在低电离态和高电离态中没有检测到重元素，这表明在d~0.7 Rh处存在化学富集边缘，或者在这些大距离处无法存在引起所观察到的吸收线的气体团块。考虑到所有的星系在d>Rh导致一个严格的上限覆盖分数的重元素~3%（在95%的置信水平）超过d=（1-9）Rh。在d<Rh时，观察到低电离和高电离气体之间的差异覆盖分数，表明CGM从d<0.3 Rh到更大的距离逐渐变得更加电离。比较CGM在低和高红移处的吸收观测结果表明，在Rh的固定分数下，CGM在z=2.2处比在z~0处表现出更强的平均吸收。我们讨论了可…
2014-09-11 astro-ph.CO
Mapping luminous and dark matter in the Universe
本文探讨了宇宙中发光物质与暗物质分布预测的不确定性及其对宇宙学模型理解的影响，并提出联合建模两者以克服局限，进而为约束超大质量黑洞、星系和气体物理创造新机遇。
2025-02-10 astro-ph.CO hep-th
Influence of Dark Matter on the Formation of Biogenic Elements in Early Universe Stars
本研究提出暗物质相互作用通过改变热力学梯度和核反应速率影响早期宇宙恒星核合成，模型预测碳氮增加而氧减少，其合成光谱与CEMP恒星观测特征吻合，揭示了暗物质在早期化学演化中的直接作用。
2025-06-29 astro-ph.CO astro-ph.SR hep-ph
Self-gravitating isothermal sphere in an expanding background
本研究在膨胀宇宙背景下建立自引力等温球的自洽引力热力学，发现正则与巨正则系综中平衡态均存在不稳定性，并指出高红移下该不稳定性可形成特定质量与半径的重子气体云。
2024-11-11 astro-ph.CO astro-ph.GA gr-qc
The Cosmic Rush Hour: Rapid Formation of Bright, Massive, Disky, Star-Forming Galaxies as Signatures of Early-Universe Physics
Massachusetts Institute of Technology（麻省理工学院）；Center for Astrophysics | Harvard & Smithsonian（天体物理中心 | 哈佛与史密森尼学会）；The University of Texas at Austin（德克萨斯大学奥斯汀分校）；University of Cambridge（剑桥大学）
本文提出早期暗能量模型，通过加速早期结构形成，解决高红移挑战和哈勃张力，同时保留ΛCDM核心成果。
2025-09-23 astro-ph.CO astro-ph.GA hep-ph
Expansion of a spherical dust gas -- the cosmological conundrum
宇宙被视为充满球体的尘埃气体，漂浮在无限的真空中。爱因斯坦的引力方程被应用到这种情况下与适当的边界值。解方程的初始条件选择，以便描述观察到的哈勃图。我们发现解不是唯一的，因此需要更多的天文观测。然而，这些被发现的解决方案并没有表现出宇宙的加速膨胀，而且--显然--它们也不需要暗能量驱动这种膨胀的概念。我们提出这项研究作为一种替代流行的罗伯逊-沃克宇宙学。
2015-11-29 astro-ph.CO gr-qc
Cosmic evolution of gas content and accretion
在目前的宇宙中，气体是巨大星系的次要组成部分，其主要相是原子（HI）。在宇宙时代的星系演化过程中，模型预测星系中的气体分数要高得多，并且气体相可以在分子（H2）和原子（HI）之间更加平衡。这种气体演化当然是解释恒星形成率密度宇宙演化的关键因素。恒星形成的效率也可能随着红移而变化，这些因素的相对重要性还不清楚。我们目前的知识宇宙演化的气体分子观测在高Z的审查和面临的模拟。
2014-05-25 astro-ph.CO astro-ph.GA
Direct Images of the Cosmic Web of Intergalactic and Circumgalactic Gas in the Distant Universe
本研究利用专为宽视场极低面亮度观测建造的Condor Array Telescope，首次实现遥远宇宙星系际与星系周气体宇宙网的直接成像，探测到多种离子发射及尘埃吸收信号，为观测宇宙学研究提供新手段。
2024-12-13 astro-ph.CO astro-ph.GA
The long freeze: an asymptotically static universe from holographic dark energy
Masaryk University（马萨里克大学）；Vanderbilt University（范德堡大学）；Ahmedabad University（艾哈迈达巴德大学）
本文探讨了某些引力暗能量模型可导致宇宙未来演化的渐近静态状态，其中尺度因子渐近恒定，而膨胀率及相应能量压力密度趋于零。研究指出，非相对论物质会破坏这种冻结行为，使宇宙重新坍缩。
2025-05-22 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Physical Pathways for JWST-Observed Supermassive Black Holes in the Early Universe
本研究利用GIZMO模拟代码探究早期宇宙直接坍缩黑洞（DCBH）种子的形成增长，通过气体吞噬模型模拟爱丁顿吸积，发现高红移过质量系统的大质量AGN需更高吸积效率的大质量种子，且过密环境更利于持续增长，为未来JWST超深巡天探测首批超大质量黑洞提供了方向。
2024-12-13 astro-ph.CO astro-ph.GA
First Results from the Complete Local-Volume Groups Sample
星系群构成了本星系宇宙中大多数星系的环境，许多星系群拥有一个扩展的热的群内介质，其辐射冷却似乎为群中心星系的活动星系核提供了燃料，并通过反馈稳定下来。不幸的是，由于缺乏本地宇宙中具有代表性的可靠样本，对星系群的物理性质以及活动星系核对其成员星系和气体晕的影响的研究受到了限制。为了解决这个问题，我们已经组装了完整的局部体积组样本（CLoGS），这是一个在80 Mpc范围内的53组光学选择的完整样本，我们的目标是在低频无线电和X射线波段进行观察。我们在这里描述的结果，从样品的前半部分，其中X射线和射电观测是完整的。大约55%的星系团具有星系团尺度的X射线晕，其中约65%的星系团具有与星系团相似的冷核。在26个中央星系群中，有25个拥有射电活动星系核，而在X射线亮星系群中，只有冷核系统被发现支持中央喷流源。
2014-02-21 astro-ph.CO astro-ph.GA
Krylov complexity of thermal state in early universe
Jishou University（吉首大学）
研究早期宇宙不同时期热态的Krylov复杂度演化，揭示其在暴胀期呈指数增长，后续时期趋于稳定，体现宇宙 dissipative 性质的动态转变。
2026-02-21 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Scalar perturbations in the late Universe: viability of the Chaplygin gas models
我们研究了宇宙的晚期演化，其中暗能量（DE）由冷暗物质（CDM）顶部的修改的广义查伯金气体（mGCG）参数化。我们还考虑了宇宙的辐射含量。在这种情况下，宇宙演化的后期阶段是指CDM已经聚集成不均匀分布的离散结构（星系，星系群和星系团）的时代。在这些条件下，力学方法是研究均匀性细胞内部宇宙的适当工具。为了更准确，我们研究了由于CDM的不均匀性以及辐射和mGCG的波动引起的Friedmann-Lemaitre-Robertson-Walker度规的标量扰动，后者驱动了宇宙的后期加速。我们的分析也适用于mGCG发挥DM和DE作用的情况。我们选择与机械方法兼容的mGCG参数集。这些集合定义了前瞻性mGCG模型。通过比较选定的模型集与一些最新的观测数据结果，我们得出结论，mGCG是在紧密的协议与这些意见，特别是mGCG发挥DE和DM的作用。
2015-12-21 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
MUSE integral-field spectroscopy towards the Frontier Fields cluster Abell S1063: II. Properties of low luminosity Lyman alpha emitters at z>3
尽管它们对于再电离时代的重要性，低质量星系的性质目前仍处于激烈的争论之中。在这篇文章中，我们研究了z>3的微弱低质量星系的恒星和气体性质。我们用MUSE在2弧分^[2]的视场上观测了前沿场星系团阿贝尔S 1063，并结合积分场光谱学和引力透镜对本征微弱的Lya发射体（LAEs）进行了盲搜索。我们总共确定了172个星系的红移，其中14个是透镜LAEs在z=3-6.1。我们将光谱确认的多重图像族的数量从6个增加到17个，并相应地更新了我们的引力透镜模型。透镜校正后的Lya光度在L（Lya）<= 10^41.5 erg/s的情况下，是光谱学证实的LAEs中最低的。我们使用膨胀的气体壳模型来拟合Lya线轮廓，并找到低的柱密度和膨胀速度。据我们所知，这是第一次，这种微弱的星系在z>=3的气体性质的报告。我们进行了SED建模宽带测光从U波段通过红外线，以确定这些LAEs的恒星属性。恒星的质量很低（10^{6-8} Msun），并且伴随着非常年轻的年龄，在1- 1亿年之间。星暴星系具有非常高的比恒星形成率（~100 Gyr^-1）。在我们的样本中，紫外连续谱斜率β很低，对于所有M_star<10^8 Msun的星系，β <-2。我们的结论是，我们的低质量星系在3<z<6时，在校正恒星质量效应时，恒星形成的速率比在本地或更大质量的星系中看到的要高。年轻的恒星星族具有高的恒星形成率和低的HI柱密度，…
2016-08-23 astro-ph.CO astro-ph.GA
Extragalactic Radio Sources as a Piece of the Cosmological Jigsaw
早期，河外射电源已经指出了一个宇宙学上不断演化的宇宙。它们也是超大质量黑洞存在的重要证据，现在被认为是星系的关键组成部分。射电源的功率随着红移而增加，而宇宙学上的质量集合则相反，这意味着射电源在早期宇宙中具有最强的影响。我们的模拟表明，射电源加热热晕气体，促进恒星形成的盘星系和其他冷气体在附近，可能是细丝，通过包围和挤压机制。它们可能会引起与恒星反馈有关的气体外流。这可能是形成大质量星系的一种重要的恒星形成模式。对喷流-环境相互作用的分析可以提供对黑洞物理和喷流形成的见解，例如，旋转能量提取（Blandford-Znajek）或黑洞双星或多系统的频率。前者涉及有关黑洞性质的基本问题。后者是从等级宇宙学中预期的。河外射电源因此继续证实宇宙学图像，并引领新的，令人兴奋的发现。
2018-04-05 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
