Stellar Halos of Bright Central Galaxies: A View from the FEGA Semi-Analytic Model of Galaxy Formation and VEGAS Survey
该研究利用星系形成半解析模型FEGA和VEGAS巡天数据，推导并外推了中心群/团星系恒星晕的质量、半径及过渡半径特性，支持恒星晕作为星系束缚恒星与星系团内光过渡区域的观点。
2024-11-27 astro-ph.GA
An analytic description of substructure-induced gravitational perturbations in stellar systems
本文通过解析联系恒星与暗物质分布，提出恒星功率谱按$k^{-4}$缩放，可用于评估恒星系统探测暗子结构的适宜性，并预测银河系恒星晕和盘对特定波数子结构的敏感性。
2024-03-20 astro-ph.CO astro-ph.GA
Approximate analytical description of the high latitude extinction
利用现有的LAMOST DR 5和Gaia DR 2/EDR 3数据，在北方天空的选定区域绘制了星际消光视$A_V$的分布图。$A_V$被模拟为银河纬度和距离的气压函数。然后用球谐函数逼近函数参数。由此产生的分析三维模型的星际消光可以用来预测$A_V$值的恒星与已知的视差，以及总的银河系消光在一个给定的位置在天空中。
2021-07-13 astro-ph.GA
Star Formation in Semi-Analytic Galaxy Formation Models with Multiphase Gas
我们实现物理动机的食谱分割成不同的阶段（原子，分子和电离）的星系内的半解析模型的星系形成的基础上宇宙学合并树的冷气体。然后，我们模型的分子气体转化为恒星使用经验的食谱最近的观察动机。我们探索这些新配方的基本星系性质的演变，如恒星质量，恒星形成率（SFR），气体和恒星相金属丰度的影响。我们提出的恒星质量函数的预测，恒星质量与SFR的关系，冷气相和恒星质量的金属丰度的关系，我们的基准模型，从红移$z\sim 6$到今天。此外，我们提出的全球SFR，大规模组装的历史和宇宙富集的历史预测。我们发现，预测的恒星性质的星系（恒星质量，SFR，金属丰度）是显着不敏感的细节用于分区气体到HI和H $_2$的食谱。我们看到H $_2$形成的配方只有在非常低的质量晕，主机星系，目前的观测设施是无法检测到的，除了非常接近。低质量星系的性质也对将H $_2$转化为恒星的配方细节相当不敏感，而大质量星系的形成时期确实显著依赖于此。（节录）
2015-03-02 astro-ph.GA
The origin of the galaxy size-stellar metallicity relation: A semi-analytical perspective
Durham University（杜伦大学）
研究针对星系大小-恒星金属丰度关系的起源，结合SDSS-IV MaNGA观测与L-GALAXIES半解析模型，揭示其成因并提出可检验的星系-暗物质晕关联特征。
2026-08-14 astro-ph.GA
An Analytic Model for Stellar Metallicity Gradient Residuals in Cold, Phase-Mixed Galactic Disks
Princeton University（普林斯顿大学）；The University of Texas at Austin（德克萨斯大学奥斯汀分校）
提出一个最小分析模型，利用恒星金属丰度残差约束径向迁移，推导出闭合形式表达式，并应用于银河系薄盘，得到径向迁移均方根振幅与年龄的关系。
2026-09-03 astro-ph.GA
Variations of the initial mass function in semi-analytical models: implications for the mass assembly and the chemical enrichment of galaxies in the GAEA model
在这项工作中，我们调查的综合银河系范围内的恒星初始质量函数（IGIMF）的方法的半分析模型GAEA（银河系演化和组装），其特点是化学富集和恒星反馈的详细治疗的框架内的影响。IGIMF提供了恒星IMF形状对星系中恒星形成速率的依赖性的解析描述。我们发现，我们的模型与一个普遍的IMF预测一个相当平坦的[ $α$ /Fe]恒星质量的关系。模型假设的IGIMF，而不是，能够再现所观察到的增加$α$ -增强与恒星质量，与以前的研究。这主要是由于大质量星系在高红移时具有较大的恒星形成率，导致相对于低质量星系有较强的$α$增强。与此同时，IGIMF假说并没有显著影响更大质量星系的恒星形成时间尺度更短的趋势。我们认为，在IGIMF的情况下，[ $α$ /Fe]比是最高的恒星形成事件的良好示踪剂。我们的模型大质量星系的最终恒星质量和质光比大于合成测光估计假设一个普遍的IMF，提供了一个自洽的解释类似的最近的结果，基于本地早型星系的动力学分析。
2016-10-07 astro-ph.GA
Chemical separation of stellar populations: analytic solutions for chemical evolution models with metallicity-dependent yields
University College London（伦敦大学学院）
提出了考虑金属丰度依赖性产额的星系化学演化单区解析解，揭示了产额依赖性导致的系统延迟时间如何分离不同银河系成分，并通过APOGEE数据验证了模型在[Al/Fe]-[Mg/Fe]诊断平面的实用性。
2025-10-29 astro-ph.GA
Stellar Populations in a semi-analytic model I: bulges of Milky Way-like galaxies
我们研究银河系类（MW类）星系的隆起的恒星星族，目的是确定在我们的银河系的隆起的形成所涉及的物理过程。我们采用半解析的星系形成和演化模型SAG，这类模型可以追踪星系及其组成部分的性质，如恒星盘，隆起和晕，但分辨率限制，使他们无法达到恒星星族（SP）的规模。在单个恒星形成事件中形成的恒星群的属性被存储在模型中并进行跟踪，结果与星系核球中恒星的观测结果进行了比较。类MW星系是使用两种不同的标准选择的。其中之一考虑了固有的光度量性质，第二个重点关注本星系群（LG）的宇宙学背景。我们比较我们的模型结果与光谱和光度恒星金属丰度分布。我们发现，在我们的模型中，MW型星系的星系核球中有87%的恒星是在星盘不稳定事件中吸积形成的。合并贡献了13%的质量预算的凸起，并负责低金属丰度尾部的分布。测量了模型星系SP中α元素相对于铁的畸变比[α/Fe]。在模型中发现的具有不同起源的SP的模式有助于解释在观测到的恒星中沿着核球短轴的[α/Fe]比梯度的缺乏。
2017-09-13 astro-ph.GA
Galaxy stellar mass assembly: the difficulty matching observations and semi-analytical predictions
半解析模型（SAMs）是目前理解宇宙暗物质结构中星系形成的最佳方法。虽然它们相当好地再现了局部恒星质量函数、关联函数和光度函数，但在大多数情况下，特别是在低质量范围内，它们与高红移（z > 3）下的观测结果不匹配。模型和观测结果之间的不一致表明，星系中的气体吸积历史，在其宿主暗物质晕中，以及气体转化为恒星的过程，并没有得到很好的跟踪。在下文中，我们简要介绍了一个新版本的GalICS半解析模型。我们探讨了经典机制，如超新星反馈或光电离，对恒星质量大会的演变的影响。这两个过程即使有很强的效率，也不能解释观测到的恒星质量函数和恒星形成率分布等关系。因此，我们引入了一个特设的修改的标准范例，基于存在的\textit{no-star-forming}气体成分，和星系盘中的恒星形成气体的浓度。不形成恒星的气体库存在背后的主要思想是，星系中只有一小部分气体质量可用于形成恒星。储层在气体的吸积和恒星形成过程之间产生了延迟。这个新的模型是在更好的协议，在低质量范围内的恒星质量函数的观测比以前的模型，并同意相当不错的一个大的一组观测，包括红移演化的特定的恒星形成率。然而，它预测了很大一部分不形成恒星的重子气体，可能比观察到的要大，即使它的性质仍然需要在缺少重子问题的背景下进行研究。
2015-02-02 astro-ph.GA
Deriving Physical Properties from Broadband Photometry with Prospector: Description of the Model and a Demonstration of its Accuracy Using 129 Galaxies in the Local Universe
星系的宽带测光测量复杂的恒星星族、气体和尘埃的未解决的混合。解释这些数据对模型来说是一个挑战：许多研究表明，从模拟星系光度学中得出的属性是不确定的，其不确定性为两倍或更多，但现在回答该领域的关键问题需要更高的精度。在这里，我们提出了一个新的模型框架，专门为这些复杂性。我们的模型，勘探者- $α$，包括尘埃衰减和再辐射，一个灵活的衰减曲线，星云发射，恒星金属丰度，和一个6分量的非参数恒星形成历史。参数空间的灵活性和范围，加上Prospector推理框架内的MCMC采样，旨在提供无偏参数和现实的误差线。我们用孔径匹配的光谱法评估模型的准确性，这是从拟合中排除的。我们比较光谱特征预测仅从适合的宽带测光观察到的光谱特征。我们的模型预测H $α$光度与分散的$\sim$ 0.18德克斯和偏移的$\sim$ 0.1德克斯在广泛的形态类型和恒星质量。这种一致性是值得注意的，因为H $α$光度依赖于精确的恒星形成速率、尘埃衰减和恒星金属丰度。该模型还准确地预测尘埃敏感的巴耳末递减，光谱恒星金属丰度，PAH质量分数，以及年龄和金属敏感的功能D $_{\mathrm{n}}$ 4000和H $δ$。虽然该模型通过了所有这些测试，我们警告说，我们还没有评估其性能在更高的红移或恢复恒星质量的准确性。
2017-04-12 astro-ph.GA
Analytical galactic models with mild stellar cusps
在过去的20年里，通过对早型星系的高分辨率观测，已经确定它们的核表面亮度和相应的恒星质量密度具有尖点的特征。在本文中，我们提出了一个新的球形分析模型族描述温和的尖点中心。我们研究了Osipkov-Merritt型的各向同性和各向异性模型。结果表明，相关的分布函数和固有的速度色散可以表示解析在一个统一的方式在超几何级数，从而允许一个简单的比较，这些重要的全球性的星系数量具有潜在的质量密度，可能会显着不同的程度，中央cuspiness或径向衰减。
2009-03-20 astro-ph.CO astro-ph.GA
Comparing semi-analytic particle tagging and hydrodynamical simulations of the Milky Way's stellar halo
粒子标记是一种有效但近似的技术，用于使用宇宙学N体模拟来模拟恒星星族的相空间演化，例如，通过星系形成的半解析模型预测。我们测试库珀等人开发的技术。（我们在这里称之为STINGS）通过比较粒子标签与恒星在光滑粒子流体动力学（SPH）模拟。我们专注于球形平均密度分布的恒星吸积从卫星星系在银河系（MW）的类系统。根据粒子结合能的秩序，对同一模拟中的暗物质粒子进行标记，可以精确地恢复SPH模拟中的恒星轮廓。将同样的方法应用到N体模型的模拟中，得到的密度分布与SPH模拟的密度分布在1 ~ 200 kpc之间平均相差<10%。这证实了粒子标记可以提供一个忠实的和强大的近似的自洽流体动力学模拟在这个政权（在矛盾的文献中以前的权利要求）。我们发现只有一个系统的影响，可能是由于碰撞近似，即大规模的卫星在SPH模拟中断有点早于他们的碰撞同行。在大多数情况下，这对它们的恒星碎片的球形平均分布几乎没有什么影响。我们的结论是，对于星系形成模型，不预测强重子的影响，目前的DM分布的MW类星系或其卫星，在恒星晕预测与治疗的恒星形成和反馈的差异是更重要的比那些与无碰撞粒子标记的动力学限制。
2017-08-17 astro-ph.GA
MASSCLEAN - MASSive CLuster Evolution and ANalysis Package - Description, Tests, and Results
MASSCLEAN是一个新的，复杂的和强大的星团图像和测光模拟包。该软件包能够根据用户输入的聚类特征（包括但不限于距离、年龄、质量、半径和消光），在任何传统的光学和近红外波段创建颜色-星等图和标准FITS图像。在非常遥远的，未解决的集群的限制，我们已经检查了综合颜色创建的MASSCLEAN对那些从其他简单的恒星星族（SSP）模型与一致的结果。由于该算法用离散数量的可维持恒星填充星团，因此它可以用作蒙特卡罗方法的一部分，以获得与给定星团质量和年龄一致的特征（例如，综合颜色）的概率范围。我们提出了有史以来第一个质量依赖的综合颜色作为年龄的函数，来自超过100,000 Monte Carlo运行，它可以用来改善目前的年龄测定方法的星团。
2009-09-27 astro-ph.GA
The Stellar Mass Components of Galaxies: Comparing Semi-Analytical Models with Observation
我们比较了恒星质量的中心和卫星星系预测的三个独立的半解析模型与观测结果从一个大的星系群目录构建的斯隆数字巡天。特别地，我们比较了中心星系和卫星星系的质量函数，总质量与晕质量的关系，以及条件恒星质量函数，它们确定了质量为M_h的晕中恒星质量为M_* 的星系的平均数目。半解析模型只预测了有限质量范围内的中央星系的正确恒星质量，所有模型都未能再现恒星质量的急剧下降，在低质量端观察到的晕质量下降。此外，所有模型都高估了卫星星系的数量，大约是两倍。卫星星系中的恒星质量预测可以通过假设相当一部分卫星星系被潮汐剥离和破坏，从而在其宿主晕中产生星团内恒星的人口来匹配数据。然而，这样预测的星团内恒星数量与观测相比太大了。这表明，目前的星系形成模型在模拟低质量晕中的恒星形成方面仍然存在严重的问题。
2010-02-08 astro-ph.CO astro-ph.GA
Variations of the stellar initial mass function in semi-analytical models II: the impact of Cosmic Ray regulation
最近的研究表明，宇宙射线（CR）是恒星形成条件的关键因素，因为它们能够改变分子云紫外线屏蔽核心中致密气体的热和化学状态。在本文中，我们探讨了他们的作用，作为监管机构的恒星初始质量函数（IMF）的变化，使用半解析模型银河演化和组装（GAEA）。新的模型证实了我们以前的结果，使用集成的银河系范围内的IMF（IGIMF）理论：两个变量IMF模型再现观测到的增加$α$ -增强作为恒星质量的函数和测量的$z=0$过剩的动态质光比相对于光度估计假设一个通用的IMF。通过详细分析具有不同$M_{\star}/M^{\rm app}_{\star}$值的模型星系的演化过程，我们着重讨论了光度计导出的恒星质量（$M^{\rm app}_{\star}$）和本征恒星质量（$M_{\star}$）之间的不匹配。我们发现，偏差较小的星系（即形式上与普遍的IMF假设一致）的特征是具有更长的恒星形成历史，并且相对于大部分星系群来说，它们生活在质量较小的晕中。虽然IGIMF理论并没有显着改变模型星系的平均演化相对于参考模型，一个CR调节IMF意味着较短的恒星形成的历史和更高的恒星形成的峰值比$10^{10.5} M_\odot$质量更大的对象。然而，我们也表明，这是很难揭示这种行为的观察，因为关键的物理量通常是假设一个普遍的IMF。
2018-01-08 astro-ph.GA
Huffing, and puffing, and blowing your house in: Strong stellar winds interaction with a super massive black hole
我们提出了分析和数值模型的集群风的相互作用产生的恒星风的大质量恒星，与超大质量黑洞（SMBH）。我们考虑恒星的运动以及SMBH的引力。在数值模拟中，我们考虑了两种情况：第一种情况下的恒星是在圆形轨道，第二个与恒星的偏心轨道周围的SMBH。我们发现，在系统达到平衡后，圆形和椭圆形的情况非常相似。我们发现一个非常好的协议之间的分析和数值结果，不仅从我们的数值模拟，但也从其他高分辨率的数值计算。分析模型是非常有趣的，因为这种复杂系统的属性，涉及强风和一个大规模的紧凑的对象，可以迅速推断，而不需要一个数值计算。
2021-05-18 astro-ph.GA
A stochastic and analytical model of hierarchical fragmentation: The fragmentation of gas structures into young stellar objects in the interstellar medium
本文提出引力—湍流框架下的随机解析层级碎裂模型，用 EOS 追踪多尺度气体碎裂，解释恒星多重性、特征尺度及前恒星天体吸积演化。
2024-08-05 astro-ph.GA
Fully analytical solutions for Bondi accretion in galaxies with a central Black Hole
给出了JJ两分量Jaffe（1983）星系模型中心黑洞（MBH）等温Bondi吸积的完全解析解。在JJ模型中，恒星和总质量密度分布由Jaffe剖面描述，具有不同的标度长度和质量，并添加了中心MBH;所有相关的恒星动力学性质也可以解析导出。在这些新的吸积解决方案的流体动力学和恒星动力学性质的联系，强制气体温度是成比例的维里温度的恒星组件。所提供的公式，允许评估所有的流动特性，然后是有用的吸积半径和质量流率的估计时，在星系中心的MBH吸积建模。
2018-08-02 astro-ph.GA astro-ph.HE
A generalized semi-analytic model for the combined outflow from a cluster of stars with strong stellar winds
本文建立强风恒星团累积热外流的广义半解析模型，给出临界半径与声速，并比较多种质量沉积规律及 X 射线标度。
2025-07-24 astro-ph.GA astro-ph.SR
A Semi-Analytical Model for Stellar Evolution in AGN Disks
本文提出一个适用于AGN盘致密环境的半解析恒星演化模型，以极低计算代价精确复现完整演化结果，并用于判断盘内恒星的演化命运及盘参数影响，支持时变条件与N体耦合。
2024-09-04 astro-ph.GA astro-ph.HE astro-ph.SR
Coupling Semi-Analytic and N-body Galaxies (CoSANG) for cosmological stellar halo simulations I- Methods and the structure of dark matter halos
提出了一种新的混合模型CoSANG（Coupled Semi-Analytic and N-body Galerkin），用于模拟宇宙学中的暗物质和恒星晕。在这种方法中，无碰撞模型（Gadget 3）用于引力相互作用，而耦合半解析模型（SAGE）计算重子效应在每个时间步。这种在每个时间步的实时自洽交互是CoSANG与主要用于后处理的传统半分析模型之间的关键区别。通过考虑重子的引力效应，CoSANG可以克服纯N体模拟的一些缺陷，同时比流体动力学模拟的计算成本更低。此外，CoSANG可以通过标记示踪暗物质粒子产生恒星晕种群。我们证明了这种方法的性能和动力学精度使用控制测试模拟和一组三个宇宙放大模拟银河系（MW）的质量晕。我们模拟每个目标晕都没有耦合（仅暗物质，以下DMO）和耦合（CoSANG）。我们比较的内部结构（subhalo分布，形状和方向）的晕。与DMO模型相比，CoSANG模型中的亚晕总数减少，$V_{\mathrm{max}}$分布峰值降低，低于DMO模型，轴比变小。DMO和CoSANG模拟的差异在晕形成早期更为显著。
2022-11-09 astro-ph.GA astro-ph.IM
Effective description of lensed gravitational waves diffracted by stellar fields
Max Planck Institute for Gravitational Physics (Albert Einstein Institute)（马克斯·普朗克引力物理研究所（爱因斯坦研究所））；Department of Astronomy, Tsinghua University（清华大学天文系）
针对恒星场微透镜引起的引力波衍射效应，提出基于奇异值分解的降阶随机衍射模型，实现波光学效应的有效描述，并应用于贝叶斯参数估计。
2026-09-22 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
Semi-Analytical Model for the Evolution of Stellar Binaries in the Empty Loss Cone of Massive Black Holes
Monash University（莫纳什大学）；ARC centre of Excellence for Gravitational Wave Discovery (OzGraV)（引力波发现卓越研究中心（OzGraV））；Columbia University（哥伦比亚大学）
研究超大质量黑洞空损失锥中恒星双星演化，基于前人工作开发半解析模型，修正保持偏心率和角动量向量正交性，给出最终轨道参数概率分布解析拟合，揭示广义相对论进动和恒星潮汐对双星合并比例的影响。
2026-07-22 astro-ph.GA astro-ph.HE
How feedback shapes galaxies: an analytic model
我们介绍了一个简单的分析模型的星系形成，链接的暗物质晕在宇宙学背景下的恒星质量的建立在他们的增长。该模型旨在确定在宇宙时间内驱动星系-晕共同进化的物理过程。该模型限制了重子天体物理学的作用，以确定星系和它们的晕之间的关系。使用这种方法，星系的性质可以直接从其宿主暗物质晕的生长来预测。我们探讨模型中，有效的恒星形成效率内晕是一个函数的质量（或维里温度）和独立的时间。尽管它的简单性，该模型再现自洽的形状和演化的宇宙恒星形成率密度，特定的恒星形成率的星系，和星系的恒星质量函数，无论是在目前的时间和高红移。通过系统地改变模型中的有效恒星形成效率，我们探索了星系恒星质量函数特征形状的出现。在低红移观测到的双Schechter函数的起源自然地解释了两个效率制度的恒星晕质量的关系，即恒星反馈调节阶段，和超大质量黑洞调节阶段。通过提供一组解析微分方程，该模型可以很容易地扩展和反演，使天体物理学和宇宙学的作用和影响得以探索和理解。
2019-11-25 astro-ph.CO astro-ph.GA
The NEMESIS Catalogue of Young Stellar Objects for the Orion Star Formation Complex. I. General description of data curation
为满足机器学习研究需求，基于200余篇文献构建了包含27879个源的猎户座恒星形成复合体YSO综合星表NEMESIS，提供全色测光、恒星参数、红外分类及多重性等数据。
2025-06-10 astro-ph.GA astro-ph.SR
Forming short period sub-stellar companions in 47 Tucanae -- II. Analytic expressions for the orbital evolution of planets in dense environments
在$\sim 1$ %的本地场恒星周围发现了短周期的大质量行星，称为热彗星（HJ）。由于原始盘中的扭矩，产生HJ所必需的向内迁移可能是“低偏心率”，或“高偏心率”（HEM）。后者涉及令人兴奋的高轨道偏心率，允许与主星足够近的通道，以提高行星中的循环潮汐。我们提出了一个分析框架，量化的作用，在高密度环境中的动态遭遇在HEM。我们发现，遇到可以增强或抑制HEM，这取决于当地的恒星密度和初始半长轴$a_0$。对于中等密度，外部扰动可以激发大的偏心率，使行星在恒星寿命内循环。在极高的密度下，这些扰动反而会导致行星的潮汐破坏，从而不会产生HJ。这可能解释了M67中的HJ明显超过了它们的本地场星丰度，而47 Tuc中的HJ明显不足。应用我们的分析框架，我们表明，对于一个初始的大规模行星人口类似的领域，预期的HJ发生率在47图克是$f_\mathrm{HJ}=2.2\times 10^{-3}$，这仍然符合目前的限制。未来的大型（样本大小$\gtrsim 10^5$）或敏感的过境调查的恒星在球状星团需要驳斥的假设，即初始行星人口是类似的太阳邻域平均。在这样的调查中没有检测到行星将对行星形成理论产生广泛的影响，这意味着球状星团中的行星形成率必须在广泛的$a_0$范围内受到抑制。
2022-06-27 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
