Cosmological Constraints from Galaxy Clustering and the Mass-to-Number Ratio of Galaxy Clusters: Marginalizing over the Physics of Galaxy Formation
许多获得宇宙学约束的方法都依赖于星系和暗物质之间的联系。然而，星系的分布依赖于它们的形成和演化以及宇宙学模型，星系形成仍然不是一个很好的约束过程。因此，使用星系作为暗物质示踪剂来探测宇宙学的方法必须能够在不事先知道星系形成细节的情况下准确地估计宇宙学参数。我们应用这种推理的方法获得$Ω_m$和$σ_8$星系团结合质量与数量比的星系团。为了测试这种方法的灵敏度变化，由于星系形成，我们考虑了几种不同的模型应用于同一宇宙学暗物质模拟。然后，使用每个模型中的观测值估计宇宙学参数，边缘化晕占据分布（HOD）的参数。我们发现，在模型中的星系可以很好地表示由一个参数化的HOD，这种方法可以成功地提取所需的宇宙学参数范围广泛的星系形成处方。
2013-06-19 astro-ph.CO
Feedback in Galaxy Formation
我回顾了星系形成理论中的突出问题，以及反馈在解决这些问题中的作用。我解决的效率，恒星形成的银河系恒星形成率，超新星和超大质量黑洞的作用。
2011-02-01 astro-ph.CO
The Current Status of Galaxy Formation
理解星系形成是宇宙学中最紧迫的问题之一。本文从观测和理论两个方面对星系形成的研究现状进行了综述，并对未来的研究方向进行了展望。
2012-09-06 astro-ph.CO
Pairwise dwarf galaxy formation and galaxy downsizing: some clues from extremely metal-poor Blue Compact Dwarf galaxies
在邻近宇宙中，一些极贫金属的蓝色致密矮星系（XBCD）形成了具有非常相似性质的星系对。这一事实表明，这些双星矮星系的形成历史具有有趣的同步性，并提出了一个问题，即它们中的一些是否成对形成并共同进化（或在松散的星系群中），在整个演化过程中经历经常性的温和相互作用和轻微的潮汐诱导的恒星形成事件。我们认为，这一假说提供了一个有前途的概念框架，为探索以前的进化迟缓和最近占主导地位的形成阶段的XBCDs。
2011-05-13 astro-ph.CO
The Monster's Fiery Breath and its Impact on Galaxy Formation
我在这个演讲中的目的是明确星系形成有两个方面：星系本身的性质，以及星系形成过程中遗留下来的物质的性质。迄今为止，星系形成研究的重点是正确预测星系的性质，我将回顾在这一领域取得的巨大成功。然而，这些模型通常忽略了星系形成的“另一面”：星系际介质和星系群内/星系团内介质（ICM）。然而，Chandra和XMM给了我们一个很好的ICM视图，他们的结果对理论模型提出了同样重要的挑战。我将证明，这一挑战是远远不容易满足，但描述鲍尔等人2008年的星系形成模型，成功地结合了双方的观测约束。
2009-09-11 astro-ph.CO
Star formation and structure formation in galaxy collisions
回顾了星系相互作用和合并中恒星和结构形成的一些理论和模拟结果，并介绍了最近的流体动力学模拟。重力力矩和ISM湍流在星系相互作用中的作用，除了潮汐场，突出显示。相互作用可以驱动气体流入中央kpc，并触发一个中央星爆，其强度和统计特性进行了讨论。一个运动学解耦的核心和一个超大质量的中心黑洞可以被燃料。在中央kpc之外，潮汐尾、碰撞环、桥等内部可以形成许多结构，包括超星团和潮汐矮星系。星系合并中超级星团的形成现在可以在流体动力学模拟中直接解决。本文综述了它们的形成机制和长期演化，并讨论了它们与现今早型星系的关系。
2009-09-16 astro-ph.CO
The evolution of galaxy formation
我们理解星系形成的历史可以追溯到个人思想的发展。一个愤世嫉俗的人可能会认为，新的流行语的发展速度快于真正的进步。
2011-12-01 astro-ph.CO
The Star Formation History of the GRB 050730 Host Galaxy
在红移z ~ 4处观测到的长GRB 050730允许确定一组不同化学元素的元素丰度。我们使用详细的化学演化模型，同时考虑到尘埃的产生，以约束这个长GRB的宿主星系的恒星形成历史。对于GRB 050730的宿主星系，我们还导出了一些与尘埃有关的量和比恒星形成率，即单位恒星质量的恒星形成率。我们将GRB宿主星系的性质与类星体阻尼莱曼α吸收体的性质进行了比较。
2009-04-14 astro-ph.CO
The simplest model of galaxy formation I: A formation history model of galaxy stellar mass growth
我们引入一个简单的模型，自洽地连接星系的生长，其主机暗物质晕的形成历史。我们的模型由两个简单的函数定义：“重子生长函数”，它控制着新的重子物质可用于恒星形成的速率;“物理函数”，它控制着这种物质转化为恒星的效率。使用简单的，唯象动机的形式只依赖于一个单一的晕属性的功能，我们证明了该模型的能力，再现z = 0的红色和蓝色恒星质量的功能。此外，通过增加红移作为第二个输入变量的物理函数，我们表明，全球恒星质量函数的再现到z = 3的改善。最后，我们讨论了我们的新模型的一般效用，强调其有用性，创造模拟星系样本，有一些关键的优势，比其他技术产生的。
2013-09-04 astro-ph.CO
Exploring Galaxy Formation Models and Cosmologies with Galaxy Clustering
利用N体模拟和星系形成模型，研究了星系-恒星质量关联和两点自关联。利用WMAP第一年、第三年和第七年的宇宙学参数进行了模拟，主要差别在于σ {8}的扰动幅度。星系的恒星质量是用半解析的星系形成模型或简单的经验丰度匹配方法确定的。与SDSS DR 7在z=0时的数据和DEEP 2在z=1时的结果相比，我们发现，无论采用何种宇宙学，半解析模型预测的星系团都高于小尺度下的数据。相反，对于高σ_8宇宙学（WMAP 1和WMAP 7），丰度匹配方法预测的结果与z=0和z=1时的数据吻合较好，但对于低σ_8宇宙学（WMAP 3），预测结果明显低于z=0时的数据。我们发现，在小尺度的半解析模型中的过度集群主要来自卫星在大规模的晕，表明要么恒星形成是太有效的低质量晕或潮汐剥离是太低效的高红移。我们的结果表明星系成团与星系形成模型有很强的关系，因此可以用来约束重子物理。星系团对宇宙学参数的弱依赖性使得WMAP 1和WMAP 7宇宙学很难约束。
2012-02-14 astro-ph.CO
The History of Star Formation in Galaxy Disks in the Local Volume as Measured by the ACS Nearby Galaxy Survey Treasury
我们提出了一个测量的年龄分布的恒星居住在螺旋盘和矮星系。我们推导出了由先进巡天照相机（ACS）邻近星系巡天宝库（ANGST）中有限体积的星系样本所覆盖的~140 Mpc ^3的完整恒星形成历史。虽然样本主要由矮星系组成，但总的恒星形成率密度历史主要由体积中的大螺旋控制。我们的测量结果表明，在z~2下降的3倍，与其他测量技术的结果近似一致。虽然我们的结果表明，整体恒星形成率密度从z~1开始下降，但在此时期测量的速率高于其他测量技术获得的速率。这种增强的近期恒星形成率似乎在很大程度上是由于近年来低质量盘中恒星形成比例的增加。最后，我们的研究结果表明，尽管在最近的时间差异，形成的矮星系的恒星质量的~50%的大旋涡星系（z>~2）的恒星质量的~ 50%的时代是相似的，尽管观察到的星系之间的矮星星系的多样性。
2011-05-12 astro-ph.CO
Star formation trends in high-redshift galaxy surveys: the elephant or the tail?
恒星形成速率和模拟恒星质量是描述形成中星系演化状态的两个基本物理量。最近两次试图通过解释红移为z~4的恒星形成星系样本来确定这些量之间的关系，得出了相反的结论。我们使用一个模型星系人口调查可能的原因，这种差异，并得出结论，在转换从观测到物理量的微小错误可能会导致重大误报时，没有意识到样本选择。我们还调查，在一般的方式，恒星形成速率和恒星质量之间的相关性的物理起源分层星系形成理论。
2010-11-29 astro-ph.CO
GECO: Galaxy Evolution COde - A new semi-analytical model of galaxy formation
我们提出了一个新的半解析模型的星系形成，GECO（星系演化代码），旨在更好地了解何时以及如何两个过程的恒星形成和星系组装已经发生。我们的模型被构造成一个基于扩展的Press-Schechter理论的MonteCarlo算法，用于描述暗物质晕的合并层次，以及一组用于处理重子物理的解析算法，包括气体冷却的经典配方，恒星形成的时间尺度，星系合并和SN反馈。与星系一起，BH的平行增长是在时间上进行的，并模拟了它们对宿主星系的反馈。我们设置的模型自由参数匹配的数据本地恒星质量函数和BH-膨胀关系在z=0。基于这样的局部边界条件，我们调查高红移宇宙的数据如何限制我们对驱动演化的物理过程的理解，特别关注恒星质量的组装和恒星形成的历史。由于这两个过程是目前强烈约束宇宙学的近红外和远红外调查，基本物理的λ CDM层次聚类概念的星系形成可以有效地测试我们通过比较与最可靠的一组观测。我们的研究表明，当研究恒星形成和质量组装的时间尺度作为暗物质晕质量和单个星系恒星质量的函数时，恒星形成的“缩小”方式似乎是模型的自然结果，即使在没有活动星系核反馈的情况下也能重现。相反，恒星的质量组装历史在宇宙时间中遵循一个更标准的等级模式，更大质量的系统在晚期主要通过无耗散合并组装。
2010-04-19 astro-ph.CO
Galaxy Zoo: A correlation between coherence of galaxy spin chirality and star formation efficiency
我们报告发现星系过去的恒星形成活动和相邻星系旋转轴对齐的程度之间的相关性。这是通过交叉相关的恒星形成的历史，来自与MOPED，和自旋方向（手性），确定由银河动物园项目，SDSS星系的样本。我们的研究结果表明，螺旋星系形成的大部分恒星早期（z > 2）倾向于显示相干旋转超过10 Mpc/h的尺度。对于有大量近期恒星形成的星系，这种相关性较弱。我们发现这种对齐的证据超过5西格玛水平，但与其他星系的恒星属性没有相关性。如果SDSS星系中的大多数老恒星星族都是在过去形成的，在同一条暗条上，大约在同一时间形成的，那么这一发现就可以用分级潮汐力矩理论来解释。而具有显著的近期恒星形成的星系团则在磁场中，因此受到一般潮汐场的影响，这将使它们在随机方向上排列，或者最近合并，这将促进恒星形成，但偏离自旋方向。
2010-01-12 astro-ph.CO
Star formation across cosmic time with radio surveys. The promise of the SKA
本讲座简要回顾了射电天文学的主要最新进展，使超深调查成为可能，达到microJansky通量密度水平。随着平方公里阵列（SKA）的出现，许多领域都向前迈出了一大步，包括对宇宙恒星形成历史演变的研究。
2018-03-18 astro-ph.CO astro-ph.GA
The star-formation history of the Milky Way Galaxy
银河系主要恒星组成部分的恒星形成历史制约着星系形成和演化的关键方面。我将讨论最近的决定，这样的历史，连同他们的解释理论的盘星系演化。
2009-07-02 astro-ph.CO astro-ph.GA
Disk Galaxy Models Driven by Stochastic Self-Propagating Star Formation
我们提出了一个基于随机自传播恒星形成的盘状星系的化学和分光光度演化模型。该模型基于简单的恒星星族（SSP），通过吸积、化学和光度演化处理，结合了星系形成过程，并在模型内部参数化了气体动力学。该模型相当好地再现了晚型旋涡星系M33的观测数据。有希望的测试结果证明了该模型的适用性和足够的精度为盘星系的性质的解释。
2010-08-17 astro-ph.CO astro-ph.GA
Rings of star formation: Imprints of a close galaxy encounter
在这次演讲中，我报告了星系合并模拟的结果，这表明存在一个由近距离星系相遇产生的恒星形成环。这是所有星系相互作用的一般特征，前提是盘的自旋充分对齐。这个特征可以用来识别实际上经历过密切相互作用的近距离星系对。
2014-12-15 astro-ph.CO astro-ph.GA
TASI Lectures on the Particle Physics and Astrophysics of Dark Matter
这些关于暗物质（DM）的粒子物理学和天体物理学的讲义在TASI 2022“希格斯发现十年后：粒子物理学的现在和未来”上发表。“这些针对高级研究生和初级博士后水平的课堂讲稿的重点是间接的（即，天体物理学和宇宙学）粒子DM模型的探测器。虽然DM模型和间接检测广泛讨论，弱相互作用的大质量粒子（WIMP）和轴子的例子进行了详细的研究。所涵盖的主题包括：DM在宇宙学和结构形成的天体物理学中的作用，包括星系中DM密度分布，粒子DM模型的一般约束，最小DM理论，以higgsino作为相关和说明性的例子，伽马射线的间接探测，包括即将到来的切伦科夫望远镜阵列，轴子作为强CP问题的解决方案和DM候选者，包括可能的紫外线完成和轴子弦宇宙学的讨论，以及轴子的天体物理探测，如等曲率扰动，$N_{\rm eff}$，黑洞超辐射，射电望远镜，光谱调制，恒星偏振和恒星冷却等主题。本书提供了一些示例性的望远镜笔记本，引导读者进行相关的分析，其中包括一个示例性的统计分析，即利用费米大天区望远镜的伽马射线数据对Segue I矮星系进行DM湮灭搜索，这与费米银河系中心过剩的DM解释有关。我们还提供了粒子和天体粒子物理学的频率统计学的介绍。这些课堂讲稿是教学性的，重点是解释基本的物理原理和分析技术，这些技术将在未来十年的粒子DM搜索中发挥关键作用。
2023-03-03 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Recent progress in simulating galaxy formation from the largest to the smallest scales
星系形成模拟是天体物理学家和宇宙学家现代工具包的重要组成部分。天体物理学家利用这些模拟来研究宇宙大爆炸中星系群的出现，以及恒星和超大质量黑洞的形成等问题。对于宇宙学家来说，需要星系形成模拟来了解重子过程如何影响暗物质和暗能量的测量。由于星系形成的极端动态范围，新的方法使用体积和分辨率之间具有不同权衡的模拟来推动进展。大体积但低分辨率的模拟提供了最好的统计数据，而更小宇宙体积的更高分辨率的模拟可以用更自洽的物理学来发展，并揭示重要的涌现现象。我总结了星系形成模拟的最新进展，包括过去五年的主要发展，并强调了一些可能在未来十年推动进一步发展的关键领域。
2018-04-30 astro-ph.CO astro-ph.GA
Galaxy Formation Theory
我们回顾了目前的理论，星系如何形成的冷暗物质结构形成的范式所提供的宇宙学框架内。本文从前星系演化的重子物质出发，对重子如何凝聚成星系、决定星系结构的因素以及星系内外的过程（包括恒星形成、合并、活动星系核等）进行了分析和数值研究。决定了它们的总体性质和进化。在整个过程中，我们强调当前星系形成理论的成功和失败。我们包括审查计算实现的星系形成理论和评估他们的能力，提供可靠的建模这种复杂的现象。最后，我们讨论了当代星系形成理论中的几个“热点问题”，并评估了这一领域的未来发展方向。
2010-07-12 astro-ph.CO astro-ph.GA
Toward the Formation of Realistic Galaxy Disks
在这篇评论中，我证明了一个现实的模型，星系盘的形成取决于一个适当的治疗星系中的气体。从历史上看，盘状星系形成的宇宙学模拟一直缺乏分辨率和物理激励的反馈处方。最近的计算进步已经允许前所未有的分辨率，这反过来又允许更现实的处理反馈。这些进展导致了一个新的检查气体吸积，演化和损失的星系盘的形成。在这里，我强调的作用，气体流入，气体的反馈调节，气体流出发挥在实现模拟盘星系，更好地匹配观测结果作为红移的函数。
2010-03-19 astro-ph.CO astro-ph.GA
How do uncertainties in galaxy formation physics impact field-level galaxy bias?
本研究通过对比UniverseMachine和IllustrisTNG模型，量化星系形成不确定性对场级星系偏置的影响，发现不同模型导致的偏置参数范围较小，并估计了用于宇宙学约束的先验。
2025-10-09 astro-ph.CO astro-ph.GA
Cosmological Simulations of Galaxy Formation
在过去的几十年里，对星系形成的宇宙学模拟有助于推进我们对宇宙结构和星系形成的理解。这些模拟遵循星系的非线性演化，在巨大的尺度范围内模拟各种物理过程。更好地理解与塑造星系相关的物理学，改进的数值方法和增加的计算能力，导致模拟可以再现大量观测到的星系特性。现代模拟从定义明确的初始条件开始，在膨胀的时空中模拟暗物质、暗能量和普通物质。普通物质的建模是最具挑战性的，因为影响这一物质成分的大量物理过程。宇宙学模拟也被证明有助于研究其他宇宙学模型及其对星系群的影响。本文简要介绍了星系形成的宇宙学模拟方法及其不同的应用。
2019-12-19 astro-ph.CO astro-ph.GA
Dark-ages reionization & galaxy formation simulation V: morphology and statistical signatures of reionization
本文利用数值模拟中的暗期、再电离和星系形成观测量（DRAGONS）框架，研究了星系形成物理对再电离期（EoR）电离氢（HII）区形态和统计的影响。DRAGONS自洽耦合半解析的星系形成模型与非均匀电离紫外背景，因此可以用来研究的电离源星系人口的反馈现象的形态和统计的依赖性的再电离。星系形成物理学的变化改变了HII区域的大小以及21厘米功率谱的振幅和形状。在星系物理学的研究中，我们发现超新星反馈在再电离中起着最重要的作用，在没有这种反馈的情况下，HII区域高达$\approx 20$ %的较小和功率谱振幅的分数差异高达$\approx 17$ %。我们比较我们的星系形成为基础的再电离模型与过去的计算，假设恒定的恒星晕质量比，并发现，正确选择的最小晕质量，这样的模型可以模仿预测的再电离形态。因此，在固定的中性分数的再电离形态是唯一的决定由星系形成的细节，但对托管的电离源的大部分晕的质量是敏感的。因此，简单的EoR参数化是再电离统计的准确预测。然而，使用未来的21厘米观测来完全理解再电离将需要结合其他观测，用现实的星系形成模型来解释。
2016-08-15 astro-ph.CO astro-ph.GA
Modelling galaxy clustering: Is new physics needed in galaxy formation models?
星系的成团幅度取决于它们的内禀光度。我们比较了公开可用的星系形成模型的性质与聚类测量从2度场星系红移调查。模型预测显示出与数据相同的定性行为，但未能在当前测量的准确度水平上与观察结果相匹配。我们证明，这是由于模型产生太多的卫星星系在大规模的晕。我们实施简单的模型来描述两个新的过程，卫星卫星合并和潮汐溶解的卫星，以调查其对预测的聚类的影响。我们发现，这两个过程都需要包括在内，以产生一个模型，该模型与观测结果相匹配。
2009-06-01 astro-ph.CO astro-ph.GA
Galaxy interactions in different environments: An analysis of galaxy pairs from the SDSS
我们分析了SDSS中的体积有限样本（$M_r \leq -21$）中的星系对，研究了不同环境中星系相互作用对恒星形成率和星系颜色的影响。我们研究了成对星系的恒星形成率和颜色作为投影分离的函数，并将结果与其在恒星质量，红移和局部密度方面匹配的对照样品进行了比较。我们发现，主要的相互作用显着提高恒星的形成率在成对星系，并把它们变蓝减少对分离$30$千秒差距。潮汐相互作用对恒星形成率和颜色的影响在主要对中较重的成员中更为显着。在低密度环境中，主要对中的恒星形成增强明显更高，其影响可以延伸到$\sim 100$ kpc。首先，在高密度环境中的主要对在其恒星形成中表现出抑制。根据嵌入环境的不同，本质上更亮的星系对中的主要相互作用可以增强或抑制恒星的形成。我们发现，在低密度和高密度环境中的次要对显着较少的恒星形成和红色比他们的控制星系。这表明，在本质上较亮的星系对中，无论它们的环境如何，微小的相互作用总是抑制恒星的形成。在这些较小的恒星对中，较轻的成员对恒星形成的抑制表现出更大的敏感性。我们的研究结果意味着，主要和次要的相互作用可以有助于观察到的双峰。我们的结论是，星系的演化是由一个复杂的相互作用的星系属性，星系之间的相互作用，和环境。
2021-08-12 astro-ph.CO astro-ph.GA
Dwarf galaxy formation with H2-regulated star formation
我们描述了宇宙学星系形成模拟与自适应网格细化代码恩佐，将恒星形成处方调节的分子氢的本地丰度。我们发现，这种H2调节的处方导致在z>4的低质量晕（M_h < ~10^10 M_sun）中恒星形成的抑制，减轻了理论星系形成模型所面临的一些矮星系问题。H2调节直接改变了冷气体的恒星形成效率，而不是通过“超新星反馈”间接减少冷气体含量。我们确定本地H2丰度在我们最精细的网格细胞（76适当的秒差距大小在z=4）通过应用模型的Krumholz，McKee，和Tumlinson，这是基于理想化的1D辐射转移计算H2的形成-解离平衡在~100 pc的原子-分子复合物。我们的H2调节模拟能够再现经验（虽然较低的z）Kennicutt-Schmidt关系，包括低Sigma_气体截止由于从原子到分子相的过渡及其金属丰度的依赖性，而不使用明确的密度阈值在我们的恒星形成处方。我们比较的光度函数，恒星质量密度和恒星形成率密度从我们的模拟最近的观测测定相同的z=4-8的演变，并找到两者之间的合理协议。
2012-03-26 astro-ph.CO astro-ph.GA
The galaxy correlation function as a constraint on galaxy formation physics
我们介绍的方法，使观测到的星系团被用来与观测到的光度或恒星质量函数一起约束物理的星系形成。我们展示了如何在一个大的半解析模拟中的星系的投影两点关联函数可以估计为优于~10%，只使用一个非常小的子样本的subhalo合并树。这允许测量的相关性被用作天体物理和宇宙学参数空间的蒙特卡罗马尔可夫链探索中的约束。我们的计划的一个重要组成部分是一个分析的配置文件，捕捉模拟卫星分布非常好的几个晕维里半径。这对于再现中间分离时完整模拟的相关特性至关重要。作为第一个应用程序，我们使用低红移聚类和丰度测量，以约束最近版本的慕尼黑半解析模型。大多数参数的优选值与先前发现的那些一致，具有显著改进的约束和主要影响空间分布的参数的稍微偏移的“最佳”值。我们的方法允许多时代的数据星系聚类和丰度被用作联合约束星系形成。这可能会导致宇宙学参数的重大限制，即使在边缘化超过星系形成物理。
2016-03-01 astro-ph.CO astro-ph.GA
Galaxy collisions as a mechanism of ultra diffuse galaxy (UDG) formation
我们提出了超弥散星系形成的一种可能机制：UDG可能是星系中心碰撞的结果。如果星系是年轻的，并且含有大量的气体，碰撞可能会将所有的气体踢出系统，从而强烈抑制任何进一步的恒星形成。因此，星系现在有一个非常低的表面亮度和其他典型的超扩散星系的属性。我们使用Coma集群（最近发现了许多UDG）来测试该过程的效率。该机制工作得很好，可以将相当一部分星系团人口转变为超扩散星系。由该过程形成的UDG向星团中心集中，它们的球状星团系统保持完好，与观测结果一致。预测的团簇中UDG的表面密度可以帮助我们认识UDG的形成机制，或澄清几种可能的竞争机制在工作中的相对贡献。
2017-10-27 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
Galaxy formation catalyzed by gravastars and the JWST, revisited
本研究引入激活概率修正由gravastars催化星系形成的盘星系标长公式，验证其跨红移数据的拟合效果，并揭示gravastars的粒子循环制冷效应可触发星系形成。
2024-06-23 astro-ph.CO astro-ph.GA gr-qc
