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…
2014-06-18 astro-ph.CO astro-ph.GA
Deep Extragalactic VIsible Legacy Survey (DEVILS): Stellar Mass Growth by Morphological Type since $z = 1$
利用高分辨率的哈勃空间望远镜成像数据，我们进行了视觉形态分类的$\sim 36,000$星系在$z < 1$在魔鬼/宇宙区域。作为本研究的主要目标，我们推导出恒星质量函数（SMF）和恒星质量密度（SMD）的形态类型细分。我们发现，使用光学成像的视觉形态分类是越来越困难的$z > 1$的部分不规则星系和合并系统（当观察到静止帧紫外/蓝色波长）显着增加。我们确定，今天宇宙中大约三分之二的恒星质量是由$z \sim 1$决定的。双组分星系主导SMD在所有的时代，并增加其对恒星质量预算的贡献到今天。椭圆星系是第二个最主要的形态类型，并增加其SMD的$\sim 2.5$倍，而相比之下，纯盘人口显着减少$\sim 85\%$。根据SMF高、低质量端的演化，我们发现在$z < 1$中存在着盘内的合并和原位演化，并得出双组分星系主要是通过盘内的原位演化而形成的结论（随着时间的推移，低质量端的增长是明显的），而合并可能是椭圆星系增长的原因（表现为中/高质量端的增加）。
2021-02-26 astro-ph.CO astro-ph.GA
Growth of Supermassive Black Hole Seeds in ETG Star-Forming Progenitors: Multiple Merging of Stellar Compact Remnants via Gaseous Dynamical Friction and Gravitational Wave Emission
提出了$z\gtrsim 1$上局域早型星系（ETGs）恒星形成祖星中超大质量黑洞（BH）种子生长的新机制。这设想的迁移和合并的恒星紧凑的残余物（中子星和恒星质量的黑洞）通过气体动力学摩擦向中央的高密度区域的星系。我们表明，在合理的假设和初始条件下，该过程可以建立中央BH质量的顺序$10^4-10^6\, M_\odot$在一些$10^7$年，因此有效地提供重种子之前，标准盘（类爱丁顿）吸积接管，成为进一步BH增长的主导过程。值得注意的是，当宇宙$\lesssim 0.8$ Gyr的年龄构成了一个苛刻的限制时，这种机制可能为$z\gtrsim 7$类星体宿主中数十亿太阳质量BH的积累提供一种解释，而不是超爱丁顿吸积速率;此外，本发明还在红移$z\sim 2-6$的更常见的ETG祖细胞中，即使在短时间内的中等爱丁顿比$\lesssim 0.3$下，恒星形成持续时间$\lesssim$ Gyr。最后，我们探讨了未来的地面和空间探测器，如爱因斯坦望远镜（ET）和激光干涉仪空间天线（LISA）通过引力波发射检测迁移的恒星残骸和积累的中央超大质量BH之间的合并事件的前景。
2020-02-10 astro-ph.CO astro-ph.GA
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。
2024-10-08 astro-ph.CO astro-ph.GA
Hierarchical assembly impedes the inference of stellar mass growth histories for individual galaxies
该研究指出此前星系恒星质量增长历史推断隐含原地组装假设存在偏差，利用TNG100模拟量化了不同条件下的偏差程度，并推导了校正方法以提升高红移相关比较的可靠性。
2025-09-02 astro-ph.CO astro-ph.GA
Looking inside the nest: the hidden structure of the merger galaxy NGC 1316 (Fornax A)
我们使用近红外成像和恒星运动学分析了NGC 1316的环核结构。图像的二维分解表明存在类似于内部气体旋臂的结构，距离中心约5至15”（500至1500 pc）。我们还发现了半径小于200 pc的盘状恒星结构。分析以前发表的SINFONI积分场运动学数据表明，在同一空间尺度的运动学解耦的核心，进一步的证据表明，确实发现的核恒星结构是一个运动学冷恒星盘。我们认为，这两个新发现的结构组件是最近的一个伴星星系吸积的结果。
2011-08-03 astro-ph.CO
A Compact Early-type Galaxy at z = 0.6 Under a Magnifying Lens: Evidence For Inside-out Growth
利用Keck激光导星自适应光学成像技术，利用强引力透镜（有效分辨率为FWHM ~ 200 pc）的放大效应，研究了中红移（z = 0.63）质量早型星系被前景早型星系透镜作用后的亚kpc尺度，我们称这类强引力透镜系统为EEL，例如，早期类型/早期类型镜片。我们发现，背景源是巨大的（M* = 10^{10.9} M_sun）和紧凑的（r_e = 1.1 kpc），和一个两个组件的拟合需要精确地模拟表面亮度分布，包括扩展的低表面亮度分量。这种扩展的成分可能来自于更高红移的“红块”的演化，或者可能已经在z ~ 2处，但由于宇宙学表面亮度变暗而无法观察到。
2010-11-03 astro-ph.CO
Weighing Galaxies Inside-Out: Small-Scale Lensing and the Stellar Mass Problem
Leiden University（莱顿大学）；Shanghai Jiao Tong University（上海交通大学）；Max Planck Institute for Astrophysics（马克斯·普朗克天体物理学研究所）
利用Euclid模拟数据，通过小尺度星系-星系弱透镜约束恒星质量，验证了Galfit去透镜光可显著降低偏差，并高精度限制IMF参数。
2026-10-02 astro-ph.CO astro-ph.GA
Mergers and Star Formation: The environment and Stellar Mass Growth of the Progenitors of Ultra-Massive Galaxies since z = 2
星系的生长是理解宇宙结构和演化的关键问题。星系通过恒星形成和合并的结合来增加它们的恒星质量，其相对重要性取决于红移。理论模型预测定量不同的贡献从两个渠道;测量这些数据是一个至关重要的约束。利用UltraVISTA目录和一个独特的样本的祖先的本地超大质量星系选择与丰度匹配的方法，我们量化的两个机制的作用，从z=2到0。我们还比较了我们的结果，两个独立的化身半解析模型。在所有的红移中，都可以在各种环境中找到祖星，从孤立的到在500 kpc的投影半径内有5-10个质量比至少为1：10的伴星。在模型中，在所有的红移下，祖先有系统地更多的同伴，这意味着合并的质量增长比观察到的要大。一般来说，在观测和模型中，在不确定性范围内，推断的和预期的质量增长大致一致。总的来说，我们的分析证实了模型的预测，显示了大质量星系的生长历史是如何由z~2处的原位恒星形成，1<z<2处的恒星形成和合并以及z<1处的合并所主导的。尽管如此，详细的比较仍然指出预期的质量增长和我们的结果之间的紧张关系，这可能是由于不正确的祖先后代选择，恒星形成率和质量估计的不确定性，或合并率的假设。
2015-11-19 astro-ph.CO astro-ph.GA
The evolution of galaxies resolved in space and time: an inside-out growth view from the CALIFA survey
星系的生长是理解宇宙及其组成的结构和演化的关键问题之一。星系团可以通过吸积晕或星系际气体云，或者通过与较小或类似质量的星系合并来增加恒星质量。可用的气体转化为恒星形成的速率，这控制了宇宙中金属的生成。迄今为止，对于本星系群以外的任何给定星系，还没有获得它们的恒星质量组装的空间分辨历史。在这里，我们展示了大质量星系如何从内到外增长它们的恒星质量。我们报告的结果，从分析的第一个105星系的最大的三维光谱调查星系在本地宇宙（CALIFA）。我们应用化石记录的恒星星族光谱合成方法，恢复了每个星系的空间和时间分辨的恒星形成历史。我们表明，第一次，缩小的信号是空间保存，与内部和外部区域增长更快的更大质量的星系。此外，我们还发现，5-7 Gyr前发生的球状体成分、核心和内部星系的相对增长率在临界恒星质量约10^10 Msun时显示出最大值。我们还发现，质量小于~10^10 Msun的星系表现出由外向内生长的过渡，从而与低质量星系生长的解析研究结果相联系。
2013-01-08 astro-ph.CO
On the central stellar mass density and the inside-out growth of early-type galaxies
[摘要]在本文中，我们推导出一个完整的样本的34 ETG形态选择在0.9< z_{spec} <2的中心恒星质量密度在一个固定的半径和有效半径内的有效恒星质量密度，并比较它们与样本的900个本地ETG在相同的质量范围。我们发现高z ETG的中心恒星质量密度跨越了一个数量级，与以往研究中发现的局域ETG的中心恒星质量密度相近，而高z ETG的有效恒星质量密度跨越了三个数量级，与本地ETG完全一样，并且它与本地ETG的有效恒星质量密度相似，表明它自z~1.5以来没有变化，在过去的9-10 Gyr。因此，观测到的有效恒星质量密度在z~1.5的范围内的广泛分布，一定是在z>2时开始的。此外，我们表明，小分散的ETGs的中心质量密度相比，大分散的有效质量密度仅仅是一个独特的功能的Sersic的配置文件，因此，独立的红移和任何组装的历史所经历的星系。因此，它与ETG可能的由内而外的增长无关。最后，我们发现ETG的中心恒星质量密度与恒星总质量之间存在紧密的相关性，即中心质量密度随质量的增加而增加，M^{~0.6}。这意味着ETG的中心恒星质量的分数随着星系的质量而减少。这些相关性是有效的，为整个人口的ETG考虑独立的红移，这表明他们起源于其形成的早期阶段。
2012-03-28 astro-ph.CO
Supermassive black hole growth from stellar binary encounters
University of Utah（犹他大学）
研究通过双星相互作用机制探讨超大质量黑洞的生长过程，并发现大麦哲伦云中的黑洞可能通过吸积双星伙伴实现增长。
2026-02-11 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
The stellar mass assembly of galaxies in the Illustris simulation: growth by mergers and the spatial distribution of accreted stars
我们使用的Illustris模拟研究的相对贡献，在原位恒星形成和恒星吸积的星系建立在一个前所未有的广泛的质量（$M_{\ast} = 10^9-10^{12} \, {\rm M_{\odot}}$），星系类型，环境和组装的历史。我们发现，一些模型预测的星系形成的“两相”图片是一个很好的近似，只有在我们的模拟最大的星系-即，恒星质量增长的星系低于几倍$10^{11} \, {\rm M_{\odot}}$是占主导地位的原位恒星形成在所有的红移。吸积星在$z=0$星系的恒星总质量中所占的比例显示出对星系恒星质量的强烈依赖，从银河系大小的星系的10%到$M_{\ast} \approx 10^{12} \, {\rm M_{\odot}}$天体的80%以上，但星系与星系之间的差异很大。在一个固定的恒星质量，椭圆星系和那些在年轻的晕中心形成的表现出更大的分数比盘状星系和那些在老晕形成的异位星。平均而言，离地恒星质量的50%来自主要合并（恒星质量比$μ> 1/4$），20%来自次要合并（$1/10 < μ< 1/4$），20%来自非常次要的合并（$μ< 1/10$），$\sim$ 10%来自从幸存星系剥离的恒星（例如飞越或正在进行的合并）。这些成分在空间上是分离的，原位恒星占主导地位的星系的最里面的区域，和异位恒星被沉积在较大的银河系中心的距离，以减少合并质量比。
2017-01-10 astro-ph.CO astro-ph.GA
Growth of Massive Black Hole Seeds by Migration of Stellar and Primordial Black Holes: Gravitational Waves and Stochastic Background
我们研究了尘埃恒星形成星系中大质量黑洞（BH）种子的形成和生长，依赖并扩展了Boco等人2020提出的框架。具体来说，后者设想恒星致密残余物（中子星和恒星质量的黑洞）通过气体动力学摩擦向星系核区域迁移，随后合并生长一个大质量的中央BH种子。在本文中，我们增加了两个相关的成分：（i）我们包括原始BH，这可能构成一个小部分$f_{\rm pBH}$的暗物质，作为一个额外的组件参与种子的生长;（ii）我们预测的随机引力波背景起源于种子的生长过程中，无论是从恒星致密残留物和原始BH合并。我们发现，后者的事件有助于最中央种子的初始增长在一个时间尺度的$10^6-10^7\,\rm yr$，恒星致密的残余合并和气体吸积接管之前。此外，如果原始黑洞$f_{\rm pBH}$的分数足够大，它们在核星系区合并时发射的引力波可以被未来的干涉仪如爱因斯坦望远镜，DECIGO和LISA探测到。对于伴随的随机引力波背景，我们预测它在宽频带$10^{-6}\lesssim f [{\rm Hz}]\lesssim 10$上延伸，这与孤立致密双星合并产生的典型范围有很大不同。一方面，检测到这样的背景可能是一个吸烟枪，以测试拟议的种子生长机制;另一方面，它构成了一个相关的污染物从天体物理来源的特点和扣除，在具有挑战性的搜索宇宙起源的原始背景。
2021-09-24 astro-ph.CO astro-ph.GA gr-qc
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…
2013-02-14 astro-ph.CO astro-ph.GA
Songlines from Direct Collapse Seed Black Holes: Effects of X-rays on Black Hole Growth and Stellar Populations
在过去的十年中，超大质量黑洞（SMBH）的增长与星系的形成和演化有着错综复杂的联系，并且是星系组装的关键因素。为了研究SMBH的起源，我们进行了宇宙学模拟，目标直接坍缩黑洞（DCBH）种子形成的情况下，存在两个不同的强莱曼-沃纳（LW）背景场。这些模拟包括来自中心大质量黑洞（MBH）的X射线辐射、$\rm{H}_2$的自屏蔽以及来自无金属和富金属恒星的恒星反馈。我们发现，在这两个模拟中，本地X射线反馈诱导无金属恒星形成$\sim 0.5$ MYR后MBH的形式。MBH吸积速率在两个模拟中都达到最大值$10^{-3}$ $M_{\odot}$ yr $^{-1}$。然而，占空比不同，对于高和低LW情况，分别导出为$6\%$和$50\%$。与低LW情况下的$16\%$相比，高LW情况下的MBH仅在1亿年内增长$\sim 6\%$。我们发现，最大吸积速率由局部气体热力学决定，而占空比则由大尺度气体动力学和气藏决定。我们的结论是，辐射反馈中央MBH在恒星形成的核区域和窒息初始MBH的增长中起着重要的作用，相对于典型的爱丁顿速率参数，和初始MBH的增长可能会受到本地LW辐射场。
2014-10-13 astro-ph.CO astro-ph.GA
Formation of late-type spiral galaxies: gas return from stellar populations regulates disk destruction and bulge growth
旋涡星系的大部分恒星质量都在一个大的旋转盘中，只有一小部分在中心的球状凸起中。这对星系形成的宇宙学模型提出了重大挑战。星系团在暗物质晕的中心形成，是通过等级合并和沿着冷流的气体吸积的结合，并且应该通过合并和不稳定性快速增长它们的凸起。宇宙学模拟预测，星系的大部分质量都集中在中央隆起，因此角动量远低于观测水平，除了矮星系。我们认为，恒星星族在宇宙时间内不断返回新鲜气体可以解决这个问题。在一个特定时刻形成的恒星群体通常会在100亿年内以气体的形式返回其初始质量的一半，这个过程不是由快速的超新星爆炸主导的，而是由低质量和中等质量恒星的长期质量损失主导的。使用模拟的星系形成，我们表明，这种气体的再循环可以强烈地影响大质量星系的结构演化，潜在地解决了膨胀分数的问题：我们发现，一个大质量星系的膨胀盘比可以除以3的一个因素。通过恒星形成和恒星质量损失，重子的持续循环有助于盘的生长及其相互作用和合并的生存。标准的宇宙学模型可以成功地解释大质量的晚型、盘状主导的螺旋星系（Sb-Sc），而不是只形成早期类型的、球状主导的星系（S 0和椭圆星系）。
2010-04-13 astro-ph.CO astro-ph.GA
The Slow Growth of Massive Galaxies in Rapidly Growing Dark Matter Halos
在冷暗物质宇宙学中，最大质量的暗物质晕被预测在z<1时经历快速增长。虽然人们期望大质量星系也会通过合并迅速增长，但最近的观测研究得出结论，最大质量星系的恒星质量在z<1时仅增长30%。我们利用观测到的空间密度和牧夫座星系中z<1的红星系的聚集来确定这些星系如何填充暗物质晕。在质量最大的暗物质晕中，中央星系的恒星质量与晕质量的三分之一次方成正比，大部分恒星质量都存在于卫星星系中。因此，质量最大的星系成长缓慢，即使它们位于快速成长的暗物质晕中。
2010-01-14 astro-ph.CO astro-ph.GA
Slow Galaxy Growth within Rapidly Growing Dark Matter Halos
在冷暗物质宇宙学中，质量最大的暗物质晕在红移z=1和z=0之间经历快速增长，对应于过去70亿年的宇宙时间。因此有一种期望，即最大质量星系的恒星质量也将通过在这个红移范围内的合并而迅速增长。虽然有一些大质量星系在低红移下合并的例子，但最近的观测表明，大质量星系的恒星质量自z=1以来只增长了30%。一些文献声称，大质量星系的缓慢增长与CDM范式相反，尽管情况不一定如此。为了确定为什么大质量星系没有快速增长，我们模拟了星系如何填充暗物质晕。为此，我们在NOAO深宽视场巡天的Bootes场中测量了红移z<1星系的空间密度和空间聚类。然后，我们使用晕占据分布（HOD）形式主义的观测建模。我们发现最大星系的恒星质量与暗物质晕质量的三分之一次方成正比。在质量最大的暗物质晕中，我们还发现恒星质量主要分布在“卫星”星系中。因此，大型星系的恒星质量预计会相对缓慢地增加，即使它们位于快速增长的暗物质晕中。
2009-09-17 astro-ph.CO astro-ph.GA
Co-evolution of BCGs and ICL using CLASH
利用哈勃望远镜星团透镜和超新星巡天（CLASH）的数据研究了星系团核心中的恒星质量集合。我们测量了最亮星系团（BCG）恒星质量的增长，总的集群光中的集群内光（ICL）的比例和在样本的红移范围内，0.18<z<0.90的BCG中发生的合并的数量。我们发现，BCGs增长的恒星质量的平均1.4倍，从他们的同伴吸积，这种增长减少到1.2倍，假设50%的吸积恒星质量成为ICL，符合模拟的预测。我们发现，ICL显示出显着的增长，在这个相同的红移范围内，增长的4- 5倍，其贡献的总集群光。这一结果与我们之前在更高红移下对ICL的研究结果一致，但是我们测量的增长比ICL组装模拟预测的要陡一些。我们发现高质量的同伴，因此主要合并（合并与质量$\geq$ 1/2的BCG对象）是非常罕见的，为我们的样本。我们得出的结论是，小合并（合并对象的质量$<$ 1/2的BCG）是主要的过程中，恒星质量组装在低红移，与大部分的恒星质量从相互作用最终有助于ICL，而不是建设的BCG。从一个粗略的估计的恒星质量增长的ICL，我们还得出结论，大多数的ICL恒星必须来自星系的核心以外的集群，是预测的模拟。ICL的增长是宇宙后半期星系团核心演化的主要事件。
2015-03-14 astro-ph.CO astro-ph.GA
Outside-in stellar formation in the spiral galaxy M33?
我们提出并讨论了M33的化学演化模型的结果。在我们的模型中，我们采用了一个由内而外的星系结构。建立的模型再现三个观测约束的M33盘：径向分布的重子总质量，气体质量和O/H丰度。观测结果表明，M33中的重子总质量分布具有双指数行为，当r<= 6 kpc时，由于气体质量面密度的增加，重子总质量分布呈指数下降;当r > 6 kpc时，由于气体质量面密度的增加，重子总质量分布略有增加。为了采用一组一致的恒星和H II区域O/H值，我们必须校正后者的温度变化和O尘埃耗尽的影响。我们的最佳模型与观测到的SFR、恒星质量、C/H、N/H、Ne/H、Mg/H、Si/H、P/H、S/H、Ar/H、Fe/H和Z的径向分布吻合得很好。根据我们的模型，当r <= 6 kpc时，恒星形成效率在时间和空间上是恒定的，而当r > 6 kpc时，SFR效率随时间和银河系距离的增加而减小。SFR效率的降低在较高的r下发生得更早。虽然星系在所有r下都遵循由内向外的形成方式，但恒星只在r = 6 kpc时遵循由内向外的形成方式，但当r > 6 kpc时，恒星遵循由外向内的形成方式。对每个r的恒星形成历史的推断意味着，当r > 6时，恒星的平均年龄随r的增加而增加。
2012-11-28 astro-ph.CO astro-ph.GA
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。
2016-01-22 astro-ph.CO astro-ph.GA
The Nuclear Stellar Disk in Andromeda: A Fossil from the Era of Black Hole Growth
从星系尺度（~10-100 pc）到更小半径的角动量输运物理是我们理解超大质量黑洞（BH）形成和演化的突出问题之一。看似不相关的观测发现，在M31中有一个不明来源的不平衡恒星盘围绕着BH，可能还有许多其他系统。我们表明，这些名义上独立的难题，实际上是密切相关的。从银河系到BH尺度的气体流入的多尺度模拟表明，当足够的气体被推向BH时，引力不稳定性形成一个不平衡的偏心盘，从更大的半径向内传播。不平衡的恒星盘对剩余的气体施加了强大的扭矩，驱动流入，为BH的增长提供燃料，并产生类星体级别的亮度。同一个盘可以产生沿许多视线的显着的模糊，因此可能是假定的'环面'调用来解释模糊的活动星系核和宇宙X射线背景。这个圆盘的恒星遗迹是长寿的，并保留了偏心的图案。模拟产生类星体水平的吸积率产生的遗迹恒星盘的运动学，偏心模式，岁差率和表面密度分布在合理的协议与观测M31。因此，观测到的恒星核盘的性质可以用来限制超大质量黑洞的形成历史。
2010-03-31 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
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。
2017-07-12 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
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
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。
2009-03-19 astro-ph.CO
Super-Critical Growth of Massive Black Holes from Stellar-Mass Seeds
我们认为超临界吸积与角动量到恒星质量的黑洞作为一个可能的机制，从光种子生长十亿太阳质量的洞在早期。我们使用的辐射效率低的“薄盘”解决方案-平流，光学厚流，概括了标准的几何薄盘模型-显示如何温和的超爱丁顿间歇性吸积可能会显着缓解问题的组装第一个大质量黑洞时，宇宙年龄小于0.8 Gyr。由于非旋转以及快速旋转的孔周围的薄盘的低辐射效率，在这个制度的质量e-折叠的时间尺度几乎是独立的自旋参数。简要讨论了早期宇宙超临界增长的条件。
2014-03-12 astro-ph.CO astro-ph.HE
Bulges Of Nearby Galaxies With Spitzer: The Growth Of Pseudobulges In Disk Galaxies And Its Connection To Outer Disks
我们研究恒星形成率（SFR）和恒星质量在附近的盘状星系的凸起，使用SFR和恒星质量来自斯皮策和GALEX数据。在现今的SFR中，中位假球可能在8 Gyr内增加了现今的恒星质量。在我们的样本中，几乎所有星系的特定SFR（每单位恒星质量的SFR）的隆起高于外盘，这表明几乎所有星系都通过内部恒星形成来增加它们的B/T。在伪膨胀中，SFR密度与质量密度正相关，这与恒星质量是由中等的、扩展的恒星形成过程形成的相一致。此外，SFR密度和恒星质量的pseudobulges被证明是与恒星质量的外盘。经典的凸起具有最低的特定SFR，这意味着生长时间比哈勃时间更长。我们确定了一类具有核形态类似于pseudobulges，比pseudobulges显着降低特定的SFR，并更接近经典的结构参数相关性的凸起。我们的研究结果是一致的情况下，通过内部恒星形成的凸起增长是一种自然的，几乎无处不在的现象在盘星系。一些盘星系没有一个大的经典球，经过长时间的恒星形成，能够增长一个伪球。在这个意义上，具有伪球的星系很可能是无球（或“准无球”）星系，而具有经典球的星系是内部演化和等级合并的星系，它们的球质量在不同星系之间有所不同。[删节]
2009-02-18 astro-ph.CO
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…
2013-06-06 astro-ph.CO
The Stellar Mass Growth of Brightest Cluster Galaxies in the IRAC Shallow Cluster Survey
最亮星系团星系的恒星质量集合细节是星系形成中尚未解决的问题。我们开发了一种新的方法，使我们能够构建形成演化序列的星团样本，并将其应用于斯皮策IRAC浅层星团巡天（ISCS），以检查质量为（2.5-4.5）× 10 ^{14}Msun的现代星团的祖先中BCGs的演化。我们遵循从高分辨率宇宙学模拟中提取的集群质量增长历史，然后使用经验方法推断集群质量的基础上的集群光度的排名选择高Z集群的适当质量从ISCS的祖先给定的一组z=0集群。我们发现，在z=1.5和0.5之间，BCGs的恒星质量增长了2.3倍，这与最先进的半解析模型的预测相匹配。在z=0.5以下，我们可以看到模型和观察之间行为差异的暗示。
2013-05-22 astro-ph.CO
The Growth of the Stellar Seeds of Supermassive Black Holes
对于十亿太阳质量的黑洞（BH）的起源，最有希望的解释之一是，质量大于10，000太阳质量的超大质量恒星（SMS）坍缩形成种子黑洞，并从中生长。在这里，我们回顾了最近的理论进展，为这种情况提供了支持。首先，如果原始原星系的核心有足够高的气体吸积速率，那么无论是恒星表面发出的高能辐射还是恒星的有限寿命都不能阻止它们成长到超过100，000太阳质量的质量。其次，最近的宇宙学模拟表明，为了达到如此高的吸积率，可能需要高通量的分子解离辐射，这在早期宇宙中可能比以前认为的更常见。我们的结论是，大多数超大质量黑洞可能起源于高红移的SMSs。
2012-06-25 astro-ph.CO
Evidence for Significant Growth in the Stellar Mass of Brightest Cluster Galaxies over the Past 10 Billion Years
使用新的和已发表的数据，我们构建了一个样本的160个最亮的星系团（BCGs）跨越红移区间0.03 < z < 1.63。我们使用这个样本，其中涵盖了70%的宇宙历史，以测量的BCGs的恒星质量的增长后，校正的BCG的恒星质量和质量的集群，它的生活之间的相关性。我们发现BCGs的恒星质量在z=0.9和z=0.2之间增加了1.8倍。与以前的工作相比，我们的结果更接近半解析模型的预测。然而，相对于z = 0.2的BCGs，z = 0.9的BCGs仍然比这些模型的预测大1.5倍。在z~1处的BCGs中的恒星形成率通常很低，导致大量的质量。相反，很可能大部分的质量积聚主要是通过干合并发生的，其中可能有一半的质量损失到集群的集群内介质中。
2012-08-25 astro-ph.CO
The Small Scatter in BH-Host Correlations & The Case for Self-Regulated BH Growth
超大质量黑洞（BH）的质量与其宿主星系的性质（如恒星总质量、速度色散和势阱深度）之间遵循严格的标度关系。这导致了BH生长的自我调节模型的发展，其中来自中央BH的反馈在达到临界阈值时停止其自身的生长。然而，也有人提出了反馈不起作用的模型：只要有固定比例的宿主气体供应被吸积，就可以重现所观察到的关系。在这里，我们认为，分散在所观察到的BH主机的相关性，其运行规模，提出了一个苛刻的约束这些相关性的任何模型，它有利于自我调节模型BH增长。我们发现，在观测到的椭圆和椭球体中，在半径R内的恒星质量分数的散射在小R处强烈增加。在固定的恒星总质量（或主机速度色散）下，在BH影响半径附近的非常小的尺度上，必须进入并形成恒星的气体量存在数量级的散射。简而言之，BH似乎比小尺度上的恒星和气体供应更了解大尺度上的全球宿主星系潜力。这是在自我调节模型中预测的;然而，没有反馈的模型通常会预测BH-宿主相关性的数量级分散。同样，模型中的BH反馈在“明亮”模式不调节BH本身的增长，但设置恒星质量的星系诱导恒星形成或吹出的气体质量远远大于星系恒星质量，是很难调和的散射在小尺度上。
2009-09-10 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
Toward Black Hole Stars: supermassive black hole growth in nuclear clusters via stellar-object and gas accretion
Johns Hopkins University（约翰斯·霍普金斯大学）；Sorbonne Université（索邦大学）；University of Oxford（牛津大学）
研究提出通过恒星-物体和气体吸积在核团中形成超大质量黑洞的机制，预测高红移下的潮汐破坏事件率，并解释其对星系核形成的影响。
2026-03-17 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Dust grain growth in the interstellar medium of 5<z<6.5 quasars
我们研究了恒星尘埃源，即渐近巨星分支（AGB）星和超新星（SNe）是否可以解释5<z<6.5类星体（QSO）中检测到的尘埃。我们用类星体毫米辐射的尘埃质量和近似为动力学质量与H_2气体质量之差的恒星质量计算了每颗AGB星和每颗SN所需的尘埃产额。我们发现AGB星在大多数z>5类星体中不足以有效地形成尘埃，而SNe可能能够解释某些类星体中的尘埃。然而，即使对于头重脚轻的初始质量函数，它们也需要非常高的尘埃产额。这暗示了额外的非恒星尘埃形成机制，例如9个z>5类星体中至少有3个在星际介质中有显著的尘埃颗粒生长。SNe（但不是AGB星）可能会提供足够的重元素来推动这种增长。
2010-06-28 astro-ph.CO
Constraints on Modified Gravity Models from White Dwarfs
修正的引力理论可以在牛顿极限下对泊松方程进行修正。因此，我们希望看到恒星物体内部这些变化的有趣特征。白矮星是恒星天体物理学中研究最多的恒星之一。我们探讨了修改后的引力理论在白矮星内部的影响。我们推导了修正的恒星结构方程，并求解它们来研究各种修正引力理论的质量-半径关系。我们还从观测中约束了这些理论的参数空间。
2017-10-05 astro-ph.CO astro-ph.SR gr-qc
