早型星系的中心质量密度和由内向外生长

大质量早型星系数密度的指数增长

Exponential growth of the number density of massive early-type galaxies

利用Sloan数字巡天数据发布7（SDSS DR 7）星表中的数据，计算了不同恒星质量范围内最大质量（$M_* \geq 10^{12} M_\odot$）早型星系群在红移范围$z = 0.15$ - 0.45内的同向运动密度的演化.我们发现，这些星系的共同运动的数密度呈指数增长，弱依赖于恒星的质量范围，作为宇宙时间的函数与时间尺度的$τ\simeq 1.16 \pm 0.16$陀螺仪至少4陀螺仪周围结束$z \simeq 0.15$。这大约是$z=0.5$ - 0.15之间增长的10倍。由于$z \simeq 0.15$，可以测量恒定的同向移动数密度。根据理论模型，最大质量的早型星系获得大部分的恒星质量通过干合并，但其他人测量的主要合并率不能占我们测量的数量密度的高增长，因此，恒星质量增益从次要合并和缓慢，顺利吸积似乎发挥了重要作用。我们概述了一个简单的分析模型，解释了观测到的光度函数的指数下降的基础上的演变，并设置约束合并候选星系的近对分数的时间依赖性。

第一个黑洞的早期生长

The Early Growth of the First Black Holes

在过去的十年里，随着在宇宙历史的早期发现由越来越大的黑洞（BH）提供动力的类星体，早期BH形成和生长的理论也取得了相应的快速进展。在这里，我们回顾了第一个大质量的黑洞是如何从原始气体形成，然后增长到超大质量尺度的新兴图片。我们讨论了这些种子BH的祖先形成的初始条件，决定它们形成的初始质量的因素，以及它们通过吸积生长的初始阶段，这可能发生在超爱丁顿率。最后，我们简要讨论了这些结果如何连接到超大质量黑洞的增长在大爆炸后的第一个十亿年的过程中的大规模模拟。

早期超大质量黑洞的生长与高红移爱丁顿比分布

Growth of Early Supermassive Black Holes and the High-Redshift Eddington Ratio Distribution

利用一个新的大尺度（~ 0.75 Gpc）^[3]流体动力学宇宙学模拟，我们研究了早期宇宙（z > 4.75）中超大质量黑洞的增长率。值得注意的是，我们发现典型的爱丁顿比在黑洞质量为4-8 * 10^7太阳质量时有一个明显的峰值（通常在7 * 10^11 ~ 10^12太阳质量的晕中发现），与红移无关，表明大部分黑洞的生长发生在冷流主导的区域。黑洞的生长基本上受气体密度演化的控制。在给定的质量标度下，典型的爱丁顿比简单地表示为宇宙学密度（1+z）^[3]，峰值是由质量更大的宿主中可获得的气体密度增加与活动星系核强反馈导致的气体密度降低之间的竞争引起的，活动星系核强反馈使黑洞失去了足够的气体来为高质量端的进一步快速增长提供燃料。除了平均爱丁顿比的演变，我们表明，爱丁顿比之间的质量选择和亮度选择的样品的分布近似对数正态分布。我们将这些发现结合成一个单一的对数正态拟合公式的爱丁顿比的分布作为（M_BH，z）的函数。该公式可用于演化黑洞种群的解析和半解析模型，预测观测到的类星体的黑洞质量，结合观测到的爱丁顿比分布，可用于约束黑洞质量函数。

致密、静止的高红移星系与大质量邻近椭圆星系之间的关系：分级、由内向外生长的证据

The Relation Between Compact, Quiescent High Redshift Galaxies and Massive Nearby Elliptical Galaxies: Evidence for Hierarchical, Inside-Out Growth

最近的研究表明，在高红移的大质量静止星系比现在同样质量的星系要紧凑得多。在这里，我们比较径向恒星密度分布和数量密度的样本的大质量星系在z ~ 2.3附近的大质量椭圆星系。我们证实了在有效半径rho（<r_e）范围内z ~ 2.3星系的平均恒星密度比相同质量的局域椭圆星系高两个数量级。然而，我们还发现，在1 kpc的恒定物理半径rho（<1 kpc）内测量的密度仅高出2-3倍。这表明，由内而外的增长方案是合理的，其中紧凑的高红移星系构成了附近正常椭圆星系的中心。紧凑的星系是常见的高红移，这使我们能够进一步限制他们的演化，要求其后代的数量密度不超过由z=0星系质量函数施加的约束。我们推断，尺寸增长必须是有效的，即（r_{1+2} /r_1）~（M_{1+2} /M_1）^[2]。在一个简单的模型中，质量约为10^11 M太阳的致密星系主要通过较小的合并生长，产生的后代星系的大小、恒星密度和数密度与本宇宙中质量为2-3 × 10^11 M太阳的椭圆星系的大小、恒星密度和数密度近似。我们注意到，这个模型还预测了M_BH - sigma关系的演化，使得椭圆星系的祖先在固定速度色散下具有较低的黑洞质量。主要的观测不确定性是从光到质量的转换;需要测量运动学来校准高红移星系的质量和恒星密度。

强早期射电星系中的极端宿主星系生长

Extreme host galaxy growth in powerful early-epoch radio galaxies

在宇宙年龄的前半段，一定有一个恒星形成的鼎盛时期，因为在宇宙历史的那个时期之后，许多大质量星系都出现了。我们与革命性的赫歇尔空间天文台的观测揭示了许多强大的高红移3C类星体和射电星系的超大质量宿主中充满活力的光学遮蔽恒星形成。这种恒星形成和黑洞驱动活动的共生现象与最近赫歇尔观测X射线选择活动星系的结果形成鲜明对比。本文介绍了三个典型的射电星系，它们的红移分别为1.132，1.575和2.474，推测它们的恒星形成速率为每年数百个太阳质量。一系列壮观的同时代活动星系核/星暴事件可能形成了这些超大质量星系和它们的大质量中心黑洞在其相对较短的寿命。

z~2半导体的恒星动力学和静止半导体的由内向外生长

Stellar Kinematics of z~2 Galaxies and the Inside-Out Growth of Quiescent Galaxies

利用恒星运动学测量，我们研究了从z~2到今天大质量静止星系的生长。我们给出了5个静止大质量（>10^11 Msun）星系在z~2处的紫外到近红外X射线光谱和动态质量测量。这使z>1.5的星系样本增加了三倍，这些星系具有良好的约束（dsigma <100 km/s）速度色散测量。从光谱人口合成模型，我们发现这些星系的恒星年龄范围从0.5-2 Gyr，没有正在进行的恒星形成的迹象。我们从吸收线测量速度色散（290-450 km/s），发现它们比SDSS中相同质量的星系高1.6-2.1倍。使用来自HST-WFC 3 H160和UDS K波段图像的GALFIT测量尺寸。动力学质量与基于SED的恒星质量很好地对应，动力学质量高出约15%。我们发现M_*/M_dyn随时间略有下降，这可能反映了在有效半径增加的情况下，暗物质的含量增加。我们结合不同的恒星运动学研究文献，并检查从z~2到z~0的结构演化：我们证实，在固定的动力学质量，有效半径增加了约2.8倍，速度色散减少了约1.7倍。在一个有效半径内，质量密度降低约20倍，而在一个固定的物理半径（1 kpc）内，质量密度仅轻微降低（约2倍）。当我们通过选择一个固定数量密度的星系群体来考虑演化的质量极限时，发现随着时间的推移，尺寸会有更强的增长（~4），速度色散会降低~1.4倍，有趣的是，1 kpc以内的质量密度与没有演化是一致的。这一发现表明，大…

M33中磁盘由内向外生长的检测

The Detection of Inside-out Disk Growth in M33

我们提出了解决恒星测光的4个领域沿主轴的M33磁盘的图像与先进的相机上的哈勃太空望远镜的调查。测光提供了一个详细的人口普查的红色团块在所有领域，并达到古老的主序在最外面的领域。通过对色星等图的详细建模，我们发现在z=1之前形成的恒星质量的百分比从最内层的71 +/- 9%变化到最外层的16 +/- 6%。盘显示出一个明显的趋势，随着时间的推移，增加规模的长度，从1.0 +/- 0.1千秒差距10 Gyr前的1.8 +/- 0.1千秒差距的时间比5 Gyr前更近，与磁盘增长的分析预测一致。然而，在圆盘截断半径之外，恒星密度分布随时间而变陡，年龄梯度反转，与最近的模拟结果一致。恒星盘的晚期和缓慢生长可能部分是由于M33的质量较低。

高红移早期暗能量：现状与展望

Early Dark Energy at High Redshifts: Status and Perspectives

早期的暗能量模型在高红移时对暗能量密度的贡献是不可忽略的，它影响着宇宙结构的生长，并可能留下不同于标准宇宙学常数冷暗物质（$Λ$ CDM）模型的可观测特征。在本文中，我们提出了更新的约束早期暗能量使用几何和动力学探针。根据WMAP五年观测数据、重子声学振荡和Ia型超新星光度距离，我们得到了最后一个散射面（lss）$Ω_{\rm EDE}(z_{\rm lss})<2.3\times10^{-2}$（95% C. L.）处的暗能量密度上限。当我们包括更高的红移观测探测，如测量的线性增长因子，伽马射线暴（GRB）和莱曼- $α$森林（\lya），这一限制显着改善，成为$Ω_{\rm EDE}(z_{\rm lss})<1.4\times10^{-3}$（95% C.L.）。此外，我们发现，未来的测量，基于Alcock-Paczyrobski测试使用的21厘米中性氢线，伽玛暴和\lya森林，可以约束的行为的暗能量组件和区分早期的暗能量模型和纯$Λ$ CDM之间的高置信水平。在这种情况下，当与当前约束相比时，对最后散射表面处的早期暗能量的量的约束提高了十倍。我们还讨论了参数$γ$，增长率指数，它描述了在标准和修改后的重力模型的结构的增长的影响。

Not all peaks are created equal: the early growth of Supermassive Black Holes

In this work, we use the constrained Gaussian realization technique to study the early growth of supermassive black holes (SMBHs) in cosmological hydrodynamic simulations, exploring its relationship with features of the initial density peaks on large scales, ~1 Mpc/h. Our constrained simulations of volume (20 Mpc/h)^3 successfully reconstruct the large-scale structure as well as the black hole growth for the hosts of the rare 10^9 Msun SMBHs found in the BlueTides simulation at z~7. We run a set of simulations with constrained initial conditions by imposing a 5 σ_0(R_G) peak on scale of R_G = …

CMB透镜和弱透镜层析成像对早期暗能量的约束

Constraints on early dark energy from CMB lensing and weak lensing tomography

暗能量可以通过它对宇宙膨胀的影响以及对大尺度结构生长历史的影响来研究。在本文中，我们跟踪宇宙密度场的增长，在早期暗能量宇宙学相结合的观测初级CMB的温度和偏振功率谱在高红移，在中等红移的CMB透镜偏转场和弱宇宙剪切在低红移限制早期暗能量的允许量。我们提出这些预测使用费舍尔矩阵形式主义，并考虑普朗克数据与弱透镜调查的欧几里得。我们发现，结合这些数据集提供了强大的约束早期暗能量，并能够打破退化的参数集固有的各种观测渠道。早期暗能量密度参数的1-σ界为σ（Omega_d^e）=0.0022，这表明早期暗能量模型可以在我们的方法中得到很好的检验。此外，我们得出的暗能量的品质因数所考虑的暗能量参数化和评论的适用性的增长指数早期暗能量宇宙学。

引力增长框架的扩展

Extending the Gravitational Growth Framework

引力增长指数形式主义提供了一种独立于模型的方法，通过测试暗能量物理学来寻找与广义相对论的偏差，而不是它对宇宙膨胀历史的影响。在这里，我们扩展的方法，以纳入一个早期的时间参数g_star，除了在描述大尺度结构的增长指数。我们说明了它的效用模型与修改后的重力在高红移，早期加速，或早期暗能量。未来的数据将有能力同时约束暗能量状态方程、生长指数γ和g_star，而不会降低状态方程的确定性。

大质量中微子促进早型半导体的尺寸增长

Massive Neutrinos Promote the Size Growth of Early-Type Galaxies

利用强半解析公式，通过追踪星系祖先的合并历史，研究了大质量中微子对早型星系（ETG）大小（$R_{e}$）和恒星质量（$M_{\star}$）演化的影响.我们发现，作为大质量中微子的存在起着提高每个晕的平均合并率的作用，高$z$祖先的后代星系具有固定的质量演化更迅速的尺寸为$Λ$ MDM（$Λ$ CDM +大质量中微子）模型比$Λ$ CDM的情况。当中微子质量分数为$f_ν=0.05$时，祖先星系$R_{e}[M_{\star}/(10^{11}M_{\odot})]^{-0.57}\propto (1+z)^{-β}$的质量标准化尺寸演化随$β\sim 1.5$的幂律指数变化很陡;当中微子质量分数为$f_ν=0$时，随$β\sim 1$的幂律指数变化很陡。如果适当考虑大质量中微子的存在和作用，可以解释高$z$ ETG相对于具有相似恒星质量的局域椭圆星系的异常致密性.

早期宇宙中轻量种子黑洞的增长

Growth of Light Seed Black Holes in the Early Universe

本文研究了早期宇宙中轻量种子黑洞通过新型种子处方和高分辨率模拟快速增长到10^4倍太阳质量的现象，为解释JWST观测和未来引力波探测提供重要依据。

早型星系从z~1到现在质量-尺寸关系的演化：对环境、质量范围和细节形态的依赖

The evolution of the mass-size relation for early type galaxies from z~1 to the present: dependence on environment, mass-range and detailed morphology

选取了从z~1到现在的298个星系群和384个观测场的静止早型星系样本，研究了星系大小演化对形态、恒星质量和大尺度环境的依赖性。星系大小的增长取决于星系质量和早期星系形态，例如，椭圆星系的演化方式与透镜星系不同。在低质量端- $10.5<Log(M/M_\odot)<11$，椭圆体从$z\sim1$到现在没有显示出强烈的尺寸增长（10%到30%，取决于形态分类）。另一方面，大质量椭圆星系log（M/M_ \odot）>11.2 $- approximately doubled their size. Interestingly, lenticular galaxies display different behavior: they appear more compact on average and they do show a size growth of \sim60% since z=1 independent of stellar mass. We compare our results with state-of-the art semi-analytic models. While major and minor mergers can account for most of the galaxy size growth, we find that with pres…

Evidence for radially independent size growth of early-type galaxies in clusters

It is not well understood whether the growth of early-type cluster galaxies proceeds inside-out, outside-in, or at the same pace at all radii. In this work we measured the galaxy size, defined by the radius including 80\% of the galaxy light, non-parametrically. We also determined a non-parametric estimate of galaxy light concentration, which measures the curvature of the surface brightness profile in the galaxy outskirts. We used an almost random sampling of a mass-limited sample formed by 128 morphologically early-type galaxies in clusters with $\log M/M_{\odot} \ga 10.7$ spanning the wide r…

微小的合并如何促进椭圆星系由内而外的增长，改变大小，密度分布和暗物质比例？

How do minor mergers promote inside-out growth of ellipticals, transforming the size, density profile and dark matter fraction?

自$z \gtrsim 2-3$以来，有观测证据表明椭圆星系是由内向外生长的，而不是由原位恒星形成驱动的。许多高红移的系统具有小尺寸$\sim 1kpc$和低Sersic指数n的表面亮度轮廓。最有可能的后代，平均而言，增长了两倍的质量和四倍的大小，表明$r \propto M^α$与$α\gtrsim 2$。它们还具有含$n \gtrsim 5$的表面亮度曲线。这种演化可以定性地解释两个假设的基础上：紧凑的椭圆主要是无碰撞的次要或中间的"干"合并，他们嵌入在大规模的暗物质晕。我们从理想化的无碰撞合并球状星系中得出这些结论-有和没有暗物质-质量比为1：1，1：5和1：10。对于1：1的质量比，尺寸演变为$r \propto M^α$与$α< 2$。对于嵌入在暗物质晕中的星系的小合并，大小增长得更快，轮廓形状变化得更快。中等质量比为1：5的合并得到$α\sim 2.3$，恒星质量加倍后的最终Sersic指数为$n = 9.5$。这是伴随着一个显着增加的暗物质分数在恒星半质量半径，由强大的尺寸增加探测更大，暗物质占主导地位的地区。只有少数嵌入大质量暗物质晕中的中等质量比星系合并才能导致观测到的同时由内向外的生长和轮廓形状的快速演化。除了负的恒星金属丰度梯度，这样一个"小"合并的情况下，也预测显着较低的暗物质分数为$z \sim 2$紧凑的静止星系和他们罕见的现代类似物（缩写）。

Milky Way大小星系的整体和径向恒星质量集合

The global and radial stellar mass assembly of Milky Way-sized galaxies

我们研究了流体力学宇宙学模拟中产生的八个放大的MW大小的星系的全球和径向恒星质量组装。盘控星系（4）在最里面的部分表现出快速的初始恒星质量增长，主要是由原位SF驱动的，但自$z\sim2-1$以来，SF进入长期淬火阶段。外部区域遵循这一趋势，但随着它们的外部性而变得更加温和。结果表明，恒星质量径向增长是由内向外的，这是由内向外的结构增长和由内向外的SF淬灭共同作用的结果。半质量半径变化很快;例如，$R_{0.5}$（$z=1$）$<0.5$ $R_{0.5}$（$z=0$）。另外两个星系类似透镜状星系。一个还显示出明显的由内向外生长，另一个呈现出几乎均匀的径向质量组装。另外两个星系在后期经历了重大的合并。它们的归一化径向质量增长历史（MGHs）几乎接近，但在合并过程中或合并后的由外向内组装期间。对于所有模拟，根据$z = 0$恒星粒子年龄分布计算的考古径向MGH与当前的MGH相似，这证明异地恒星的质量聚集和径向质量传输不会显着改变其径向质量分布。我们的研究结果同意定性的化石记录的方法适用于本地星系的调查，并从回头看MW大小的星系的祖先观测观测的观测推论。然而，由内而外的增长模式是更明显的和$R_{0.5}$的增长是更快的模拟比观察推断。

A Faster Growth of Perturbations in an Early Matter Dominated Epoch: Primordial Black Holes and Gravitational Waves

We present a scenario for fast growth of cosmological perturbations; $δ(t) \sim a(t)^s$, $a(t)$ being the scale factor, with $s > 10$ for the numerical examples reported in this article. The basic ingredients of the scenario are an early matter dominated era and the dark fermion which experiences a scalar mediated force during the epoch. Both of these arise in string/supergravity models. The fast growth occurs for sub-horizon density perturbations of the dark fermion. The fast growth has a rich set of phenomenological implications. We outline implications for the formation of primordial black …

星系团环境中早型星系通过干合并的质量和尺寸增长

Mass and size growth of early-type galaxies by dry mergers in cluster environments

我们进行干合并模拟研究干合并在高密度环境中的早型星系的大小增长的作用。我们取代维里化的暗物质晕获得了一个大的宇宙学$N$体模拟与$N$体星系模型由两个组件，一个恒星隆起和暗物质晕，具有更高的质量分辨率比宇宙学模拟。然后，我们重新模拟了9个星系团形成区，其质量范围从1 e +14 Msun到5e+14 Msun。质量和大小的恒星凸起也被假定为满足高Z紧凑的大质量早型星系的恒星质量-大小关系。我们发现，干主要合并相当大的贡献的质量和大小的增长，中央大质量星系。在$z=2$和$z=0$之间，一次或两次干燥的主合并会使平均恒星质量增加一倍，平均大小增加四倍。这些生长与观察结果一致。此外，我们模拟的中心大质量星系的密度分布是从内向外增长的，这与最近的观测结果一致。质量-尺寸演化近似为R propto M_{*} ^{alpha}，α约为2.24。我们模拟的大多数星系都是通过干合并有效地生长的，它们的恒星质量-大小关系与在本地宇宙中观察到的相匹配。结果表明，团晕中的中心星系是高z（z ~ 2-3）致密大质量早型星系的潜在后代。这一结论与以往研究致密大质量早型星系形成和演化的数值研究结果一致。

大质量早型星系的结构与动力学：关于一个有效半径内的同调、等温和各向同性

The Structure & Dynamics of Massive Early-type Galaxies: On Homology, Isothermality and Isotropy inside one Effective Radius

基于58个SLACS强透镜早型星系的直接总质量和恒星速度色散测量，我们发现，在一个有效半径内，M_eff >= 3 × 10^10 M_sun的大质量椭圆星系可以很好地近似为一个幂律椭球，其平均对数密度斜率<gamma '_LD> = -dlog（rho_tot）/dlog（r）=2.085^{+0.025}_{-0.018}（平均随机误差），β_r=0，± 0.1（系统）和σ_γ ' <= 0.20^{+0.04}_{-0.02}固有散射（所有误差指示68% CL）。尽管星系间的密度-斜率存在内在差异，但我们发现γ '_LD与星系质量（M_eff）、重标半径（R_einst/R_eff）或红移无关。基于比例关系，平均对数密度斜率可以以完全独立于动力学的替代方式导出，得到<γ '_SR>=1.959 +-0.077。两个值之间的协议达到<beta_r>=0.45 +- 0.25，符合轻度径向各向异性。这种一致性支持了我们结果的稳健性，尽管质光比随星系总质量的增加而增加：M_eff ~ L_{V,eff} ^（1.363+-0.056）。我们的结论是，大质量早型星系的结构接近同源的接近等温的总密度分布（&lt;= 10%的内禀散射），最多有一些温和的径向各向异性。我们的研究结果提供了新的观测限制星系形成和演化的情况下，覆盖四个陀螺回看时间。

Accelerated growth of seed black holes by dust in the early universe

We explore the effect of dust on the growth of seed black holes (BHs) in the early universe. Previous 1D radiation-hydrodynamic (RHD) simulations show that increased radiation pressure on dust further suppresses the accretion rate than the case for the chemically pristine gas. Using the Enzo+Moray code, we perform a suite of 3D RHD simulations of accreting BHs in a dusty interstellar medium (ISM). We use the modified Grackle cooling library to consider dust physics in its non-equilibrium chemistry. The BH goes through an early evolutionary phase, where ionizing BH radiation creates an oscillat…

早期宇宙中的黑洞增长是自我调节的，并且在很大程度上隐藏在视野之外

Black hole growth in the early Universe is self-regulated and largely hidden from view

婴儿宇宙中第一个大质量物体的形成仍然不可能直接观察到，但它为随后的星系演化奠定了基础。而一些质量超过十亿太阳质量的黑洞呢？在大爆炸后不到10亿年的明亮类星体中发现了这些极端天体，但这些极端天体在限制最早期黑洞形成通道方面的效用有限。黑洞种子性质的初始条件在生长过程中很快被擦除。从深层，最佳堆叠，档案X射线观测，我们测量的数量黑洞增长z=6-8星系（大爆炸后7 - 10亿年）。我们的研究结果意味着，从最早的时候开始，黑洞在整个宇宙历史中与它们的宿主一起成长。我们发现，在这些时期，大多数大量吸积的黑洞都埋在大量的气体和尘埃中，这些气体和尘埃吸收了除最高能量X射线外的大部分辐射。这表明，在这些早期爆发期间，黑洞的增长比以前认为的要大得多，并且由于遮蔽，它们不会通过紫外线辐射对宇宙的再电离做出贡献。

恒星形成盘中的核心作为早期宇宙中星系由内向外生长的证据

A core in a star-forming disc as evidence of inside-out growth in the early Universe

本研究在宇宙诞生前7亿年发现了形态成熟的星系JADES-GS+53.18343-27.79097，其具备致密核心、恒星形成盘与团块三组分，中心密度接近现代大质量椭圆星系，首次在再电离时期证实了星系由内向外生长的模式。

0.3<z<0.9时最大质量星系的由内向外生长

The Inside-out Growth of the Most Massive Galaxies at 0.3<z<0.9

我们研究了0.3<z<0.9的最亮星系团（BCGs）样本的表面亮度轮廓。BCGs是从第一次红层序列星系团巡天和一次X射线星系团巡天中选取的。利用HST ACS图像测量了BCGs的表面亮度分布，其中大部分可以很好地用折射率约6和半光半径约30 kpc的Sersic分布来模拟。虽然单一的Sersic模型很好地拟合了廓线，但我们认为，天空背景测量的系统性和模型参数之间的耦合使得模型参数的比较模糊不清。另一方面，对BCG轮廓的直接比较揭示了这些质量最大的星系由内向外的增长：随着BCG质量的增加，星系的中心质量密度缓慢增加（$ρ_{1kpc} \propto M*^{0.39}$），而外部轮廓的斜率不断变浅（$α\propto M*^{-2.5}$）。这种增长方式一直延续到质量较小的早型星系（ETG），而BCGs和非BCGs之间没有明显的区别。对于非常大质量的ETG和BCG，Kormendy关系的斜率开始跟踪表面亮度轮廓的斜率，并变得不敏感的微妙的轮廓演变。这些结果与干合并是BCGs和大规模ETGs质量增长的主要驱动力基本一致。我们还发现，集团的丰富性和BCGs的性质之间的强相关性：更大的集团是，更大的BCGs（$M*_{bcg} \propto M_{clusters}^{0.6}$）和浅的表面亮度轮廓。在考虑到集群样本中的偏差之后，我们发现BCG的质量从z=0.5到z=0至少增长了1.5…

扰动宇宙中的早期增长：在2LPT和ZA模拟中探索暗物质晕群

Early Growth in a Perturbed Universe: Exploring Dark Matter Halo Populations in 2LPT and ZA Simulations

我们用两种宇宙学N体模拟初始化技术研究了z = 300到z = 6的暗物质晕的结构和演化。虽然二阶拉格朗日微扰理论（2LPT）和Zel'dovich近似（ZA）都能给出精确的现今晕质量函数，但2LPT中致密区域的早期坍缩会导致高红移时更大的质量晕。通过三个2LPT和三个ZA初始化的宇宙学模拟，我们探讨了初始化方法对暗物质晕质量和浓度的影响。我们发现，2LPT诱导更快速的晕生长，导致更大规模的晕相比，ZA。这种效应在高质量晕和高红移时最为明显。平均而言，晕圈浓度在2LPT和ZA之间基本相似，但当被视为晕圈质量的函数时，保留了差异。对于质量和浓度，典型的个体晕之间的差异可能非常大，突出了ZA初始化模拟高z晕人口研究的缺点。

自相似增长与由内向外生长：追溯自$z=2$以来中高质量恒星形成星系的演化

Self-Similar Buildup and Inside-Out Growth: Tracing the Evolution of Intermediate to High-Mass Star-Forming Galaxies Since $z=2$

该研究通过恒星质量增长历史追踪中高质量恒星形成星系自宇宙正午以来的结构演化，发现大质量星系呈由内向外生长模式，中等质量星系为自相似增长，且模拟与观测的角动量演化存在差异。

早期暗能量及其与暗物质的相互作用

Early dark energy and its interaction with dark matter

本文研究了一类早期暗能量模型，它在宇宙的早期具有大量的暗能量。在线性近似下，我们研究了早期暗能量涨落对结构生长和CMB功率谱的影响。进一步研究了早期暗能量与暗物质的相互作用对结构生长和CMB的影响。最后，通过对不同观测结果的分析，我们对早期的暗能量模型参数和暗扇区之间的耦合进行了约束。

z~1以来星系团中恒星质量分布由内向外增长的证据

Evidence for the inside-out growth of the stellar mass distribution in galaxy clusters since z~1

本文研究了从多历元邻近星系团巡天（MENeaCS）和加拿大星系团比较计划（CCCP）中选取的60个0.04<z<0.26的大质量星系团的卫星星系径向数密度和恒星质量密度分布。除了~ 10，000个光谱确认的成员星系外，我们还使用深乌格里波段成像来估计光度红移和恒星质量，然后使用COSMOS调查的数据统计减去前源和背景源。我们测量的星系数密度和恒星质量密度分布在crummically间隔箱超过2个数量级的径向距离的BCGs。对于投影距离在0.1<R/R200<2.0的范围内，我们发现恒星质量分布可以用浓度为c=2.03+/-0.20的NFW轮廓很好地描述。然而，在较小的半径，我们测量的卫星星系的恒星质量约$10^{11}$ Msun每个集群的显着过剩相比，这些NFW配置文件。我们得到很好的适合广义NFW配置文件与自由内斜率，和Einasto配置文件。为了研究星系团如何在宇宙时间内聚集其恒星质量分量，我们将这个局部样本与z~1处的GCLASS星系团样本进行比较，后者代表低z星系团的近似祖星样本。这使得直接比较成为可能，这表明本地星系团中卫星恒星质量分布的中心部分（R<0.4 Mpc）已经在z~1处就位，并且包含足够的多余物质以供BCG进一步生长。在向z=0方向演化的过程中，星系团似乎主要将它们的恒星质量聚集在外围，使它们以一种由内而外的方式生长。

SEAGLE--III: Towards resolving the mismatch in the dark-matter fraction in early-type galaxies between simulations and observations

The central dark-matter fraction of galaxies is sensitive to feedback processes during galaxy formation. Strong gravitational lensing has been effective in the precise measurement of the dark-matter fraction inside massive early-type galaxies. Here, we compare the projected dark-matter fraction of early-type galaxies inferred from the SLACS strong-lens survey, with those obtained from the EAGLE, Illustris, and IllustrisTNG hydro-dynamical simulations. Previous comparisons with some simulations revealed a large discrepancy, with considerably higher inferred dark-matter fractions -- by factors 2…

HST/WFC3对0<z<2质量星系由内向外生长的确认及其z~3恒星形成祖先的鉴别

HST/WFC3 Confirmation of the Inside-Out Growth of Massive Galaxies at 0<z<2 and Identification of their Star Forming Progenitors at z~3

我们研究了大质量星系的结构演化，通过将祖先星系和后代星系联系在一个常数累积数密度nc = 1.4 × 10 ^{-4} Mpc^{-3}到z~3上。通过将Sersic曲线拟合到高分辨率CANDELS HST WFC 3 J_{125}和H_{160}成像（在UKIDSS-UDS中1<z<3）以及ACS I_{814}成像（在COSMOS中0.25<z<1）来测量结构参数。在一个给定的红移，我们选择的HST波段，最密切的采样一个共同的休息帧波长，以尽量减少星系中的颜色梯度的系统。当n c固定时，星系的恒星质量从z~3到z~0增长~3倍。星系的大小演化是复杂的：星系的大小从z~3到z~2大致保持不变，然后迅速增长到较低的红移。表面质量密度分布的演变表明，在r<2 kpc时，大部分质量在z~2时就位，并且大部分新的质量增长发生在更大的半径处。这种由内而外的质量增长是导致后代向低红移方向发展的更大尺寸和更高的Sersic指数的原因。在z<2时，有效半径随恒星质量的变化为r_e M^{2.0}，这与发现无耗散小合并是尺寸演化的关键驱动力的情景一致。z~3处的祖先星可能是r_e~ 2kpc的恒星形成盘，这是由于它们的Sersic指数低（n~1），中轴比b/a低（0.52），在U-V-V-J图上位于恒星形成区。到z~1.5时，许多这些恒星形成盘消失了，产生了紧凑的静止星系。朝向较低的红移，这些星…

早期黑洞种子上的损失锥限制暗物质吸积

Loss-Cone-Limited Dark Matter Accretion onto Early Black Hole Seeds

针对早期黑洞种子，建立损失锥框架研究无碰撞暗物质捕获，结合Fokker-Planck处理角动量输运，发现普通恒星弛豫贡献可忽略，原初黑洞或三轴轨道可产生显著增长，但自洽计算中吸积受供应限制，NFW模型高估持续增长。

混沌吸积（仍）可以解释早期超大质量黑洞的增长

Chaotic accretion can (still) explain early supermassive black hole growth

本研究通过预测混沌吸积下黑洞的指数增长时标并与高红移观测比较，证明恒星质量种子经混沌吸积可解释早期超大质量黑洞的快速增长，无需大质量种子或超爱丁顿增长。

环境效应对红序早型星系尺度演化的宇宙历元依赖性

The cosmic epoch dependence of environmental effects on size evolution of red-sequence early-type galaxies

这项工作的目的是从观测上研究早型星系的大小增长历史，以及这种增长如何依赖于宇宙时代和它们所嵌入的晕的质量。我们进行了光度和结构分析的休息框架$V$带的质量选择（$\log M/M_\odot >10.7$）样本的红色序列早期型星系光谱/棱镜红移在一般领域$z=2$补充以前的工作提出了相同的分析，但在晕100倍以上的质量和1000倍的密度。我们均匀推导的大小（有效半径）充分考虑到星系的多组分性质和共同存在的等照度线扭曲和椭圆率梯度。通过使用这些质量选择的样本，组成的170个红色序列的早期型星系在一般领域和224个相同的选择和分析的集群，我们隔离的影响星系的大小的晕中嵌入的星系和它的依赖时代。我们发现，在一个固定的恒星质量，$\log M/M_\odot= 11$，银河系大小的$\log$，已增加了历元的速度两倍的速度比在集群中的领域在过去的10 Gyr（$0.26\pm0.03$与$0.13\pm0.02$ dex每单位红移）。一般场中的红序早型星系在$z=0.25\pm0.13$时达到了它们在稠密环境中的表亲的大小，尽管在$z\sim2$时小了三倍。数据指向一个模型，其中大小增长是独立于时代的（即，$\partial \log r_e /\partial z = c$），但是具有取决于环境的速率$c$，$\partial c /\partial \log M_{halo} \app…

千禧年和千禧-II模拟早期宇宙中的SMBH生长参数

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。

最近10 Gyr星系团中红序早型星系的尺寸增长

Size growth of red-sequence early-type galaxies in clusters in the last 10 Gyr

我们对14个星系团中的红序星系进行了质量选择（$\log M/M_\odot >10.7$）样本的静止坐标系$V$带的光度和结构分析，其中6个星系团位于$z>1.45$。为此，我们减少/分析了大约300个轨道的卫星图像，这些图像是用哈勃太空望远镜上的高级巡天相机和宽视场相机3拍摄的。我们均匀地形态分类星系从$z=0.023$到$z=1.803$，我们均匀地推导出整个样本的大小（有效半径）。此外，我们的大小推导允许，因此是没有偏见的，通常的各种形态结构的存在下看到的早期类型的星系，如凸起，酒吧，磁盘，等照度线扭曲，和弹性梯度。通过使用这样一个质量选择的样本，由244个红序早型星系，我们发现，在一个固定的恒星质量，$\log M/M_\odot= 11$的星系大小的$\log$已随时间增加的速度$0.023\pm0.002$ dex每Gyr在过去的10 Gyr，在显着的对比，在文献中发现的三倍增加的星系在一般领域在同一时期。这表明，从表面上看，长期的过程应该被排除在规模演变的主要驱动力，因为我们观察到环境环境依赖的规模增长。使用后发座早型星系的光谱年龄，我们还发现，最近淬火的早型星系是一个数值上较小的群体，其大小差异不足以改变给定质量下的平均大小，这意味着祖先偏差较小，即，通过选择观测红移的星系来测量大小的演变，与比较祖先和后代的大小演变是无法区分的。

典型高红移黑洞的早期生长

Early growth of typical high redshift black holes seeded by direct collapse

理解高红移大质量黑洞的生长是一个天文物理学的重要问题。$z>6$上最明亮的类星体经常被观测到，但它们只是冰山一角，因为大多数低光度活动星系核仍然没有被发现。在本研究中，我们进行了一个辐射流体力学宇宙学模拟研究的“正常”黑洞在高红移宇宙的增长。在我们的模拟中，我们模拟了Pop III和Pop II恒星的形成以及它们的化学，机械和辐射反馈。我们考虑了吸积黑洞的紫外和X射线辐射来模拟其辐射反馈。选定的光环在$z=7.5$的质量为$\rm 3 \times 10^{10}~M_{\odot}$，当光环质量达到远高于原子冷却极限时，我们打开来自$\rm 10^5~M_{\odot}$的MBH种子的辐射反馈以及在$z=12$的原位恒星形成。我们发现，在3.2亿年的时间里，MBH只吸积了大约2200个$\rm M_{\odot}$，而MBH上的平均质量吸积是$\rm 10^{-6}~M_{\odot}/yr$的几倍。我们的研究结果表明，MBH的发育不良的增长是一个后果的超新星在串联与MBH反馈驱动大的外流和疏散的气体从MBH附近。这也许可以解释为什么到目前为止在$z>6$还没有发现低光度活动星系核的存在;恒星形成率和MBH吸积率之间的巨大反差可能使得即使在即将到来的深空探测中也很难发现。

热而充满活力的宇宙：最早期超大质量黑洞的形成和成长

The Hot and Energetic Universe: The formation and growth of the earliest supermassive black holes

未来几十年天体物理学的一个关键挑战将是了解位于大多数（如果不是全部）星系中心的超大质量黑洞（SMBH）的起源。负责这些SMBH的初始形成和它们通过吸积的早期生长的过程-当它们被视为活动星系核（AGN）时-仍然未知。为了应对这一挑战，我们必须识别低光度和模糊的z>6活动星系核，这代表了早期SMBH增长的大部分。灵敏的X射线观测是吸积活动的独特标志，不受恒星形成过程的污染，这阻碍了在其他波长（例如光学，红外）上可靠的AGN识别。Athena+宽视场成像仪将使X射线测量的速度比Chandra或XMM-Newton快两个数量级，开辟了一个新的发现空间，并确定了400多个z>6活动星系核，包括被遮蔽的源。Athena+还将发挥重要作用，以提高未来多波长设施的科学回报，这些设施将探测早期SMBH宿主星系内的物理条件，这对于了解SMBH如何形成，是什么推动了它们随后的增长，以及评估它们对早期宇宙的影响至关重要。用雅典娜+X射线积分场装置对z>6星系的样本进行跟踪也可以揭示高度模糊的活动星系核的存在，这要归功于对强铁谱线的探测。因此，Athena+将首次定量测量早期宇宙中SMBH吸积的程度和分布。

大部分高z质量黑洞的起源：BLUETIDES和下一个类星体边界

The origin of most massive black holes at high-z: BLUETIDES and the next quasar frontier

早期宇宙中质量最大的黑洞的生长，与在$z> 6$探测到的高亮度类星体相一致，意味着物质的持续、临界吸积使它们生长并提供动力。给定一个黑洞种子场景，仍然不确定早期宇宙中的哪些条件允许最快的黑洞增长。大尺度流体动力学宇宙学模拟的结构形成，使我们能够探索有利于最早的超大质量黑洞的生长条件。我们使用宇宙学流体动力学模拟BlueTides来跟踪黑洞临界增长的最早阶段。BlueTides在一个体积为（400 Mpc/h）^3、粒子数为0.7万亿的空间中融合了各种重子物理学。在z=8时，质量最大的黑洞（少数）接近10^8 Msun的质量，质量最大的（M_BH = 4 x 10^8 Msun）是在一个极其紧凑的球状体主导的宿主星系中发现的。通过对宿主大尺度环境的考察，我们发现初始潮汐场比过密场更能为黑洞的早期生长提供条件。在低潮场的区域，气体以“冷”的方式吸积在黑洞上，并沿着薄而放射状的细丝直接落入中心，形成最致密的星系和最大质量的黑洞。相反，高潮汐场的区域会引起更大的相干角动量，并影响第一批大质量致密盘的形成。极早期的增长取决于早期的相互作用的高气体密度和潮汐场的形状模式的吸积。合并在第一代罕见的大规模黑洞的形成中起着次要的作用。

早期宇宙中的快速磁场放大：湍流介质中无碰撞等离子体不稳定性的增长

Fast magnetic field amplification in the early Universe: growth of collisionless plasma instabilities in turbulent media

在这项工作中，我们报告的宇宙磁场放大由于碰撞等离子体不稳定性的数值研究。无碰撞磁流体动力学方程推导帐户的压力各向异性，导致在特定条件下，消防水龙带和镜像不稳定性。我们研究了在这种不稳定性的影响下，湍流中种子场的时间演化。给出了磁场随时间演化的近似解析解。数值模拟和分析预测进行了比较。我们发现：（1）磁场的放大作用在水龙带不稳定湍流区是有效的，而在镜像不稳定模型中则不是有效的;（2）磁能密度的增长速率比湍流发电机快得多;（3）有效的放大作用发生在小尺度上。通过数值模拟证实了生长时间尺度与压力各向异性比之间的相关性的解析预测。这些结果加强了这样一种观点，即压力各向异性-在湍流无碰撞介质中自然驱动，例如星系际介质-可以有效地放大早期宇宙（后重组时代）的磁场，在第一个大尺度引力结构崩溃之前。这种机制虽然对于小尺度场（$\sim$ kpc尺度）是快速的，但是不能在大尺度下提供相对强的磁场。此处未考虑的其他机制（例如，一旦不稳定性被淬灭，碰撞湍流，速度剪切，或引力诱导的气体流入星系和星系团）可以在之后的长期演化中建立大尺度相干场结构。

FIRE上的黑洞：恒星反馈限制了星系核的早期供给

Black Holes on FIRE: Stellar Feedback Limits Early Feeding of Galactic Nuclei

我们在真实环境反馈项目中引入了大质量黑洞（BH），并对类星体质量晕（$M_{\rm halo}(z=2) \approx 10^{12.5}\,\rm{M}_{\odot}$）进行了高分辨率的宇宙学流体动力学模拟，直到$z=1$。这些模拟模型恒星反馈超新星，恒星风，辐射，BH增长使用的引力矩为基础的处方绑定到解决性质的星系核。我们不包括BH反馈。我们发现，早期BH增长发生通过短（$\lesssim 1\,$ MYR）吸积插曲，可以达到甚至超过爱丁顿率。在这个制度中，BH的增长是有限的爆发性恒星反馈不断疏散气体从星系核，和BH保持下质量相对于当地的$M_{\rm BH}$ - $M_{\rm bulge}$关系。BH的增长在以后的时间更有效，当核恒星势保持一个重要的气体库，恒星形成变得不那么突发，星系进入一个更有序的状态，与BH迅速收敛到标度关系时，主机达到$M_{\rm bulge} \sim 10^{10}\,\rm{M}_{\odot}$。我们的结果是不敏感的吸积模型的细节，只要BH的增长是绑定到BH的$\sim 100\,$ pc内的气体含量。我们的模拟表明，爆发性恒星反馈对BH和AGN的人口统计有很强的影响，特别是在早期宇宙和低质量星系。

镓中的金属丰度：镓由内而外形成吗？

Metallicity Gradients in Disks: Do Galaxies Form Inside-Out?

我们研究径向和垂直金属丰度梯度使用一套磁盘星系模拟，补充了两个经典的化学演化方法。我们确定了梯度的变化率，并调和了“由内而外”磁盘增长范式中现存模型和观察结果之间的差异。一个样本的25个磁盘，包括19个从我们的RaDES（拉美西斯磁盘环境研究）样本，实现自适应网格细化代码RAMSES。从MUGS（McMaster Unbiased Galaxy Simulations，麦克马斯特无偏星系模拟）样本中选择了四个圆盘，这些圆盘是用平滑粒子流体动力学（SPH）代码GASOLINE生成的，旁边是Rahimi等人（GCD+）和Kobayashi & Nakasato（GRAPE-SPH）的圆盘。两个化学演化模型的内面向外磁盘生长的径向梯度的时间演化与模拟的对比。我们发现，与MUGS样本相比，RADES和化学演化模型中径向丰度梯度的预测演化之间存在系统差异;具体而言，MUGS模拟在高红移时系统更陡峭，并且在其梯度中呈现出更快速的演化。我们发现，大多数的模型预测径向梯度今天是一致的，在晚型磁盘中观察到的，但它们演变到这种自相似性在不同的时尚，尽管每个坚持经典的“内向外”的增长。我们发现，径向依赖的效率与恒星形成作为时间的函数驱动的差异中看到的梯度;系统的差异，在次网格物理之间的各种代码负责设置这些梯度。最近，虽然有限的，在红移z=1.5的数据是一致的，在我们的SPH样本中看到的陡峭的梯度，这表明…

暗物质到黑洞的超吸积作为早期超大质量黑洞生长的机制

Dark-to-black super accretion as a mechanism for early supermassive black hole growth

本文提出暗物质到黑洞的超吸积机制，通过标量场吸积使早期黑洞快速生长，为探索暗物质性质提供新途径。

动态暗能量模型中负宇宙学常数下巨量黑洞的早期生长

Early growth of massive black holes in dynamical dark energy models with negative cosmological constant

研究动态暗能量模型中负宇宙学常数对早期巨量黑洞生长及AGN数量的影响。