Kinematic decomposition of IllustrisTNG disk galaxies: morphology and relation with morphological structures
我们最近开发了一种自动化的方法，自动GMM分解模拟星系。它以准确，高效和无监督的方式提取运动学结构。我们使用auto-GMM来研究来自IllustrisTNG的TNG 100运行的盘星系的恒星运动学结构。我们确定了四到五个结构，这些结构通常存在于不同的星系群中。具有强到中等旋转的结构分别被定义为冷盘和暖盘。由随机运动主导的球状结构被分类为凸起或恒星晕，这取决于它们的紧密结合程度。盘状隆起是具有适度旋转但紧凑形态的结构。在所有的盘状星系中，在3个半质量半径范围内的恒星质量中，运动学球状结构（通过将凸起和晕的恒星相加得到）占总恒星质量的45%，而盘状结构占55%。这项研究也提供了重要的见解运动学和形态学派生的星系结构之间的关系。将运动学结构的形态与传统的球+盘分解的形态进行比较，我们得出结论：（1）形态分解的球是由慢旋转球、内晕和盘状球组成的复合结构：（2）运动学盘状球类似于观测中通常所说的伪球，是具有类似暖盘的旋转的致密盘状成分;（3）从正面看，晕占形态盘外部表面密度的近30%;（4）冷盘和暖盘在中心区域常被截断。
2020-05-05 astro-ph.GA
The Illustris Simulation: Supermassive Black Hole - Galaxy Connection Beyond the Bulge
我们在Illustris模拟中研究了一个局部旋涡星系样本的旋臂形态，并探索了凸起之外的超大质量黑洞-星系连接（例如，旋臂节距角、恒星总质量、暗物质质量和晕总质量），发现与其他理论研究和观测约束很好的一致性。通过观测和模拟来研究超大质量黑洞及其宿主星系的性质，并比较它们的结果，对理解它们的物理和形成历史具有重要意义.我们发现，对超大质量黑洞质量与俯仰角的关系的Illustris预测与观测相当一致，棒星系和非棒星系遵循相似的标度关系.我们的工作表明，Illustris提出了非常紧密的相关性之间的超大质量黑洞质量和大尺度的主机星系的属性，不仅对早期型星系，但也低质量，蓝色和恒星形成的星系。这些在球核之外的紧密关系表明，晕的性质决定了盘状星系和它的超大质量黑洞的性质。
2017-11-10 astro-ph.GA
Mock Galaxy Surveys for HST and JWST from the IllustrisTNG Simulations
我们提出并分析了一系列的合成星系调查领域的基础上的IllustrisTNG模拟套件。通过Illustris的公开数据发布和PhotocyterLab服务，我们生成了一组12个光锥星表，覆盖面积从5到365平方角分，类似于JWST第一周期的几个项目，包括JADES，CEERS，PRIMER和NGDEEP。从这些目录中，我们查询了公共API，以在JWST-NIRCam和哈勃太空望远镜相机使用的一系列宽带滤波器中生成简单的模拟图像。这个过程产生大面积的模拟马赛克图像，可以支持调查预测的星系演化与真实数据。使用这些模拟，我们展示了一些简单的科学案例，包括形态进化和近对选择。我们通过MAST公开发布目录和模拟图像，以及用于生成这些项目的代码，以便天体物理学社区可以在JWST深场观测的科学分析中使用这些产品。
2022-11-17 astro-ph.GA
Evolution of galaxy groups in the Illustris simulation
我们提出了第一个星系群演化的研究在Illustris模拟。我们专注于动态松弛和非松弛的星系群代表动态演化和不断发展的星系系统，分别。从星系团中最亮的星系团与星系团成员的质心之间的光度差和距离来探讨星系团的演化状态。我们发现，Illustris模拟，过度生产大光度差距星系系统，被称为化石系统，在观测和探测半分析预测相比。然而，这个模拟是同样成功地恢复光度差距和光度质心偏移之间的相关性，在比较探测的半解析模型。我们发现基于光度差距的演化轨迹表明，一个大的光度差距组是植根于一个小的光度差距组，无论最亮的星系团内的晕的位置。这一模拟有助于首次探索星系群中黑洞的质量及其吸积率。对于一个给定的恒星质量的最亮的星系群，黑洞质量较大的动态松弛组的质量吸积率较低。我们发现这与最新的观测研究的最明亮的星系群中的化石组的无线电活动是一致的。我们还发现，IGM在动态演化的群体是热的一个给定的晕质量比在不断发展的群体，再次与早期的观测研究。
2016-04-18 astro-ph.GA
Synthetic Galaxy Images and Spectra from the Illustris Simulation
我们提出了我们的方法，产生一个目录的7,000个合成图像和40,000个综合光谱的红移z = 0星系的插图模拟。模拟数据产品是通过使用恒星星族合成模型来分配光谱能量分布（SED）的星系中的每个恒星粒子。因此，合成图像和综合SED正确地反映了星系的空间分布，恒星金属丰度分布和恒星形成历史。从合成的数据产品，它是可能的，以产生单色或彩色合成图像，执行SED拟合，分类形态，确定星系的结构特性，并评估星系视角的影响。本文的主要贡献是描述的生产，格式和组成的图像目录，使插图模拟观测。作为这种资源的演示，我们得出星系恒星质量估计应用SED拟合代码FAST的合成星系产品，并比较推导出的恒星质量对真实的恒星质量从模拟。我们发现，从这个理想化的实验，系统的偏见存在于光度导出的恒星质量值，可以减少使用固定的金属丰度结合最小星系年龄的限制。
2014-11-13 astro-ph.GA
The History of Galaxy Mergers in IllustrisTNG
利用IllustrisTNG模拟数据，研究星系并合对恒星形成的影响，并与JWST观测对比，揭示模型与观测在恒星形成率密度历史上的差异。
2025-09-11 astro-ph.GA
Calibrating Galaxy Infall Times in Groups and Clusters with IllustrisTNG Simulations
McMaster University（麦克马斯特大学）；ENS-PSL（巴黎高等师范学院-巴黎文理研究大学）
通过TNG300和TNG-Cluster模拟，基于投影相空间位置和恒星质量，利用符号回归方法建立红移依赖的入团时间校准，为观测提供连续估计。
2026-03-13 astro-ph.GA
The relationship between black hole mass and galaxy properties: Examining the black hole feedback model in IllustrisTNG
超大质量黑洞的反馈被认为是造成大部分星系缺乏恒星形成或静止的原因。我们探讨如何观察到的特定的恒星形成率（sSFR），恒星质量（M $_{\rm{star}}$），和黑洞质量（M $_{\rm{BH}}$）之间的相关性是敏感的星系形成模型中的黑洞反馈的物理。我们使用IllustrisTNG模拟套件，特别是TNG 100模拟和十个模型变化，改变黑洞模型的参数。用M $_{\rm{star}} > 10^{10}$ M $_{\odot}$聚焦于$z = 0$的中心星系，发现当低吸积率下的黑洞动能风的能量大于星系恒星半径内气体的引力结合能时，星系的sSFR减小.这发生在一个特定的M $_{\rm{BH}}$阈值之上，发现星系从主要的恒星形成急剧过渡到主要是静止的。作为这种行为的结果，静止星系的分数作为M $_{\rm{star}}$的函数，对M $_{\rm{BH}}$ -M $_{\rm{star}}$关系的归一化和IllustrisTNG中M $_{\rm{BH}}$的静止阈值都很敏感.最后，我们将这些模型的结果与91个中心星系的动态M $_{\rm{BH}}$测量结果进行了比较，但要注意的是，这个样本并不能代表整个星系的人口。虽然IllustrisTNG再现了观测到的趋势，即静止星系拥有更多的大质量黑洞，但观测结果显示，在给定M $_{\rm{star}}$下，M $_{\rm{B…
2019-06-06 astro-ph.GA
Galaxy assembly bias of central galaxies in the Illustris simulation
星系组装偏差，星系属性和晕属性之间的相关性在固定的晕质量，可能是一个重要的组成部分，晕为基础的星系聚类建模。通过研究在Illustris流体动力学星系形成模拟中各种星系与星系晕性质之间的关系，我们研究了中心星系组装偏差。发现星系恒星质量$\Mstar$与最大晕圆速度$\Vp$的相关性比与晕质量$\Mh$的相关性更强。一旦考虑到与$\Vp$的相关性，$\Mstar$几乎不依赖于任何其他晕组装变量。与恒星形成历史和晕组装性质有关的星系性质之间的相关性也显示出作为$\Vp$的函数比作为$\Mh$的函数更清晰的形式，主要的相关性与晕形成时间和较小程度的晕浓度有关。基于星系晕的关系，我们提出了一个简单的模型，涉及中央星系样本和相应的晕样本的偏置因子，都选择基于组装相关的属性。结果发现，它们之间通过星系和晕圈性质的相关系数联系在一起，这为模拟中的样本提供了合理的描述，并提出了一个简单的处方，将星系组装偏差纳入晕圈模型。通过将该模型应用于Lin等人（2016）的局部星系团测量，我们推断恒星形成历史或特定恒星形成率与晕形成时间之间的相关性与弱一致。
2020-07-07 astro-ph.GA
The internal metallicity distributions of simulated galaxies from EAGLE, Illustris, and IllustrisTNG at z=1.8-4 as probed by Gamma Ray Burst hosts
大质量恒星被认为是长伽马射线暴（GRB）的祖先，很可能偏向于低金属量的祖先。由于星系没有一个恒定的金属丰度，从GRB余辉光谱推断的视线吸收金属丰度和来自发射线诊断的宿主星系全球金属丰度的组合代表了一个强大的方式来探测GRB祖细胞的偏置函数，和恒星形成区域的化学不均匀性。在这项研究中，我们预测Zabs和Zem之间的关系，使用三种不同的流体动力学宇宙学模拟：Illustris，EAGLE和IllustrisTNG。我们发现，虽然有关发射与吸收金属丰度的曲线的定性形状保持不变，这两个观测值之间的预测关系是显着不同的模拟。使用GRB 121024 A的宿主星系的数据，其中Zabs和Zem已被测量，我们发现边际支持的Illustris模拟产生最现实的内部金属丰度分布内恒星形成的星系在宇宙中午。总的来说，所有的模拟都预测了大部分GRB宿主星系的类似性质，但每个都在Zabs-Zem分布的尾部有不同的特征，原则上允许在足够大的观测样本可用的情况下区分模型（即平均N>11）。预计在不久的将来会取得实质性进展，即将到来的JWST/NIRspec观测10个伽玛暴宿主星系，其中存在从余辉光谱吸收金属丰度。
2023-01-17 astro-ph.GA
Formation of massive disk galaxies in the IllustrisTNG simulation
我们利用流体动力学模拟程序IllustrisTNG研究了大质量盘状星系的形成历史，以研究大质量盘状星系在宇宙时间中存活的原因。模拟中选取了83个星系，它们的M $_{*,z=0}$ $>8\times10^{10}$ M $_\odot$和运动学膨胀与总膨胀比小于$0.3$。我们发现，8.4%的这些巨大的盘星系有安静的合并历史，并保持磁盘形态，因为形成。54.2在历史上，100%的区域中，凸起成分显著增加，然后再次变为盘状，直到现在。其余37.3%的公司经历了重大的合并，但仍能保持不稳定。虽然合并，甚至主要合并并不总是把盘星系椭圆，我们研究合并的各种属性和合并残留物的形态之间的关系。我们发现一个强大的依赖主要合并轨道类型的残留形态。具体来说，主要合并与螺旋下降轨道大多导致磁盘占主导地位的残余物，和主要合并的正面星系星系碰撞大多形成椭圆星系。这种残余形态对轨道类型的依赖性比先前研究的对冷气体分数或合并系统的轨道构型的依赖性强得多。
2021-09-08 astro-ph.CO astro-ph.GA
Galaxy Formation in the Santa Cruz semi-analytic model compared with IllustrisTNG -- I. Galaxy scaling relations, dispersions, and residuals at z=0
我们提出的第一个结果从应用圣克鲁斯半解析模型（SAM）的合并树提取的暗物质的唯一版本的IllustrisTNG（TNG）模拟的星系形成。我们进行了统计比较圣克鲁斯SAM和TNG的预测的一个子集的中央星系属性在z = 0，重点是恒星质量，冷，热气体质量，恒星形成率（SFR），和黑洞（BH）质量。我们发现相当好的协议之间的平均预测的两种方法的恒星质量函数和恒星质量与晕质量（SMHM）的关系，和定性良好的协议之间的SFR或冷气体质量与恒星质量的关系和淬火分数作为恒星质量的函数。热（环星系）气体质量和BH质量作为晕质量的函数的预测之间有较大的差异。超越平均值的关系，我们还比较了预测的标度关系中的色散，以及晕质量和星系属性标度关系之间的晕-晕基础上的残差的相关性。有趣的是，我们发现在SAM和TNG中SMHM中的残差之间存在类似的相关性，这表明这些关系可能是由类似的物理过程形成的。其他标度关系在残差中没有显示出显著的相关性，这表明SAM和TNG中的物理实现是显著不同的。
2022-08-14 astro-ph.GA
Galaxies in the Illustris simulation as seen by the Sloan Digital Sky Survey - II: Size-luminosity relations and the deficit of bulge-dominated galaxies in Illustris at low mass
最新一代的大体积流体动力学模拟星系形成的解释能力取决于它们再现星系观测特性的能力。在这一系列的第二篇论文中，我们采用了凸起+光盘分解的现实无尘星系图像从Illustris模拟一致的比较与星系从斯隆数字巡天（SDSS）。检查每个样本的大小-光度关系，我们发现，在插图星系大约是两倍大，$0.7$的平均亮度比星系SDSS。大小-光度随膨胀率变化的斜率增大和归一化值减小的趋势与观测结果在性质上相似。然而，Illustris星系的大小-光度关系的定量区分更高的归一化和更小的斜率比真实的星系。我们发现，这一结果是与一个显着的赤字膨胀为主的星系在插图相对于SDSS在恒星质量$\log\mathrm{M}_{\star}/\mathrm{M}_{\odot}\lesssim11$。我们调查这个赤字比较来自测光\emph{and}内部运动学的凸出分数估计。我们表明，光度膨胀分数系统低于运动分数在低质量，但随着恒星质量的增加越来越好的协议。
2017-01-27 astro-ph.GA
Barred galaxies in the Illustris-1 and TNG100 simulations
我们在Illustris-1和TNG 100模拟中对杆结构进行了比较研究。在$z=0$观测中，在1232个具有恒星质量$>10^{10.5}M_{\odot}$的盘星系中，有8.9%的星系是棒斑星系，而在TNG 100观测中，有55%的星系是棒斑星系。TNG 100的杆分数作为恒星质量的函数与$S^4G$的调查结果吻合得很好。在TNG 100和Illustris-1中，棒状体形成的中位红移分别为$\sim 0.4-0.5$和$\sim 0.25$。在这两个模拟中，棒分数一般随恒星质量增加而增加，随气体分数减少。棒星系在高红移处有较高的气体含量，形成棒的时间较晚。当棒形成时，圆盘气体分数大多低于0.4。TNG 100中高得多的棒组分可能得益于自$z\sim3$以来大质量盘星系中低得多的气体组分，这可能是更有效的恒星反馈和活动星系核反馈相结合的结果。后者可能是$z<2$的主要因素。同时，在两个模拟中，棒星系在棒形成前都有较高的恒星形成速率，活动星系核反馈始终比非棒星系强。大质量盘星系的暗物质晕的性质在两个模拟中是相似的，并且对不同的棒频率应该有很小的影响。对于相似晕环境下的单个星系，不同的重子物理条件会导致两种模拟结果在形态上的显著差异。单个星系的形态受到环境和内部重子物理的综合影响，并且通常是不可预测的。
2020-04-24 astro-ph.GA
Early-type galaxy density profiles from IllustrisTNG: I. Galaxy correlations and the impact of baryons
我们探讨了早期类型的星系（ETGs）的等温总密度分布的IllustrisTNG模拟。对于选定的559个恒星质量为$10^{10.7}\mathrm{M}_{\odot} \leqslant M_{\ast} \leqslant 10^{11.9}\mathrm{M}_{\odot}$的$z = 0$ ETG，总幂律斜率的平均值为$\langleγ^{\prime}\rangle = 2.011 \pm 0.007$，在0.4到4倍恒星半质量半径的径向范围内的分散度为$σ_{γ^{\prime}} = 0.171$。通过与观测和模拟结果的比较，揭示了$γ^{\prime}$与恒星质量、有效半径、恒星表面密度、中心速度色散、中心暗物质分数和原位形成的恒星质量比等星系性质的相关性，特别是当红移小于$z = 2$时，$γ^{\prime}$几乎保持不变.通过分析IllustrisTNG模型的变化，我们表明，黑洞动力风是至关重要的降低$γ^{\prime}$和匹配观测到的星系相关性。恒星风对$γ^{\prime}$的影响是次主导的活动星系核的反馈相比，和不同的活动星系核反馈的存在下，从以前的作品。ETG暗物质晕的密度分布被比NFW更陡的分布很好地描述，并且它们在全物理（FP）运行中比它们在仅暗物质（DMO）运行中的对应物更陡。它们的内部密度斜率与FP（DMO）运行中的晕质量反相关（保持恒定）…
2020-01-09 astro-ph.GA
How Environment Affects Galaxy Metallicity through Stripping and Formation History: Lessons from the Illustris Simulation
最近的研究发现，在更丰富的环境中，星系的金属丰度更高。然而，目前尚不清楚金属丰度与环境的依赖性是否仅仅是环境依赖性形成历史的间接结果，或者是直接影响金属丰度的环境相关过程的间接结果。在这里，我们提出了第一个详细的研究，在宇宙流体动力学模拟，特别是Illustris模拟的金属性环境的相关性。Illustris星系显示类似的关系，观察到的。利用我们的知识模拟形成的历史，并利用大的模拟量，我们构建星系样本的卫星和中心相匹配的形成历史。这使我们能够发现，~1/3的金属性-环境相关性是由于不同的形成历史在不同的环境。这是卫星（特别是在密度较高的环境中）具有较低的z=0恒星形成率（SFR）和较老的恒星年龄（即使在给定的z=0 SFR）的综合效应。然而，大部分差异（约2/3）是由卫星星系的恒星形成盘的较高浓度引起的，因为这使它们的SFR加权金属丰度偏向内部，更富含金属的部分。与一个新定义的量，“径向平均”的金属丰度，它捕获的金属丰度的配置文件，但独立的SFR配置文件，卫星和中心的金属丰度成为环境独立的，一旦他们在形成历史中匹配。我们发现，环星系金属丰度（定义为快速流入的气体周围的维里半径），而对环境敏感，有没有可测量的影响，星系内的恒星形成气体的金属丰度。
2016-03-23 astro-ph.GA
Morphology and star formation in IllustrisTNG: the build-up of spheroids and discs
使用IllustrisTNG模拟，我们调查的星系形态和恒星形成之间的联系，在中央星系的恒星质量范围$10^9-10^{11.5}~\mathrm{M}_{\odot}$。我们量化星系形态的恒星组件的运动学分解成一个球状体和光盘组件（球状体总比，S/T）和恒星质量密度分布（$C_{82}$）的浓度。S/T与恒星质量和恒星形成活动相关，而$C_{82}$只与恒星质量相关。总体而言，我们发现S/T和$C_{82}$的观测估计值具有良好的一致性。低质量和高质量星系主要是由随机恒星运动，而只有中等质量星系（$M_{\star}\approx10^{10}-10^{10.5}~\mathrm{M}_{\odot}$）主要是由有序旋转。高质量星系是典型的高浓度球状体，而低质量星系的浓度较低，这表明它们的形成通道不同。尽管我们发现S/T与恒星形成活动之间存在相关性，但在TNG模型中，当星系穿过绿谷或停止恒星形成时，星系并不一定会改变其形态，这取决于星系恒星质量和形态估计。相反，形态（S/T和$C_{82}$）通常是在星系的恒星形成阶段设定的。S/T和恒星形成之间的明显相关性是因为早期形成的星系在给定的恒星质量下平均具有更高的S/T。此外，我们还发现，合并驱动了中等质量星系中的核球形成，并导致了大质量星系中最近的球状质量组装与$M_{\star}>10^{11}~\mathrm{M}_{\odot}…
2019-06-28 astro-ph.CO astro-ph.GA
Estimation of the Galaxy Quenching Rate in the Illustris Simulation
猝灭是探索星系形成和演化的一个重要课题。在这项工作中，我们研究了淬火速率，即，每单位时间内淬灭星系的比例变化，这是Illustris-1模拟的结果。通过建立模拟中每个快照的淬灭分数函数$f(m,ρ, t)$，我们推导出淬灭率的精确形式为$\Re_q=df(m,ρ,t)/dt$。根据猝灭速率$\Re_q$的解析表达式，将其分为四个分量：质量猝灭、环境猝灭、本征质量猝灭和本征环境猝灭。通过$\Re_q$公式可以给出精确值和演化。用这种方法对Illustris-1模拟进行了分析。我们发现，淬火星系集中在$M_*\simeq10^{11}h^{-1}M_\odot$和$δ+1\simeq10^{3.5}$在较早的时间，和淬火星系人口缓慢转移到较低的恒星质量和较低的过密度区域。我们还发现，质量淬火占主导地位的淬火过程中，在这个模拟中，与以前的一些分析模型。内在猝灭是第二重要的成分。环境淬灭是非常弱的，因为环境的预处理或后处理可能将环境淬灭伪装成内在淬灭。我们发现，我们的方法大致预测的实际淬火速率。它可以很好地预测实际数量的星系内禀淬火淬火。然而，它高估了质量淬灭星系的数量，低估了环境淬灭的数量。我们认为这是由于环境过密度变化和星系质量增长的非线性所致。
2020-11-19 astro-ph.GA
Shape of Dark Matter Haloes in the Illustris Simulation: Effects of Baryons
我们研究了重子过程对暗物质晕形状的影响。这是一套使用移动网格程序{ \sc arepo}进行的流体动力学（Illustris）和仅含暗物质（Illustris-Dark）的宇宙学模拟。DM晕圈形状是使用迭代方法确定的，该方法基于$z=0$质量（$M_{200} = 1 \times 10^{11} - 3 \times 10^{14} M_\odot$）的惯性张量。收敛性检验表明，局部DM形状剖面仅对$r > 9ε$收敛，$ε$为Plummer等效软化长度，大于预期。来自非辐射模拟（即忽略辐射过程，恒星形成和反馈）的光晕与其DM对应物的形状没有变化：因此单独的移动网格流体动力学不足以导致DM形状的差异。随着星系物理学的全面实施，重子的凝聚导致了明显更圆和更扁的晕，中位短轴与长轴比$\left< s\equiv c/a \right> \approx 0.7$在整个晕和跨晕质量几乎不变。这在一定程度上提高了模拟预测和银河系晕形状的观测估计之间的一致性。一致地，DM的速度各向异性也减少了在Illustris，跨晕质量和半径。在内晕（$r=0.15 R_{200}$）中，$s$和$q$（中长轴比）都表现出与星系质量的非单调性，峰值在$m_* \approx 10^{10.5-11} M_\odot$，我们发现这是由于内晕形状与星系形成效率的强烈相关性。在插图中的重子影响晕的形状与晕的性质…
2018-09-19 astro-ph.GA
Ejective and preventative: the IllustrisTNG black hole feedback and its effects on the thermodynamics of the gas within and around galaxies
位于星系中心的超大质量黑洞（SMBH）可以向周围的气体注入大量的能量，被认为是一种可行的机制，可以淬灭大质量星系中的恒星形成。在这里，我们研究的$10^{9\textrm{--}12.5}\,\mathrm{M_\odot}$恒星质量中央星系人口的IllustrisTNG模拟，特别是TNG 100和TNG 300卷在\zeq{0}，并显示如何三个组件- SMBH，星系和环星系介质（CGM）-是相互关联的，在他们的演变。我们发现，气体熵是一个敏感的诊断反馈注入。特别是，我们演示了如何发病的低吸积BH反馈模式，实现在IllustrisTNG模型作为一个动力学，BH驱动的风，导致不仅在恒星质量$\gtrsim10^{10.5}\mathrm{M_\odot}$恒星形成淬火，但也改变了热力学性质的（\emph{non} -恒星形成）气体，无论是在星系内和超越。来自SMBH的IllustrisTNG动力学反馈增加了星系内和CGM中的平均气体熵，延长了典型的气体冷却时间，从$10\textrm{--}100\,\mathrm{Myr}$到$1\textrm{--}10\,\mathrm{Gyr}$，有效地停止了正在进行的恒星形成，并抑制了辐射冷却和未来的气体吸积。实际上，活动星系核的反馈通道同时具有“喷射性”和“预防性”，并在气体晕的外部区域留下温度、密度、熵和冷却时间的印记，最远可达几百千秒…
2020-08-24 astro-ph.GA
Galactic angular momentum in the IllustrisTNG simulation -- I. Connection to morphology, halo spin, and black hole mass
我们使用TNG 100模拟的IllustrisTNG项目，以调查恒星比角动量（$j_{\ast}$）的$\sim$ 12,000中央星系在$z=0$在一个完整的宇宙学背景下，与恒星质量（$M_{\ast}$）范围从$10^{9}$到$10^{12} \, {\rm M}_{\odot}$。我们发现，$j_{\ast}$ - $M_{\ast}$关系的早期型和晚期型星系在IllustrisTNG是在良好的整体协议与观测，这些星系类型通常“保留”$\sim$ 10-20和$\sim$ 50- 60%的宿主晕的特定角动量，分别与一些依赖于用于测量星系形态的方法。我们目前的模拟星系的运动学以及视觉形态测量的结果。接下来，我们探讨了$j_{\ast}$ - $M_{\ast}$关系中的散射与暗物质晕的自旋和银河系中心超大质量黑洞（BH）的质量的关系。我们发现，星系居住在更快的旋转晕，以及那些托管质量较小的黑洞，往往有一个较高的特定角动量。我们还发现，在固定的星系或晕质量，晕自旋和BH质量是相互关联的，可能是由于更有效的气体流向星系中心在缓慢旋转的系统。最后，我们表明，晕旋转起着重要的作用，在确定星系的大小-更大的光盘形成在中心的快速旋转的晕-虽然趋势打破了大规模的星系与$M_{\ast} \gtrsim 10^{11} \, {\rm M}_{\odot}$，大致的质量尺度，星系的恒星质量成…
2022-04-26 astro-ph.CO astro-ph.GA
The oldest tidally induced bar-like galaxy in the IllustrisTNG cluster
针对高红移棒旋星系起源不明且与模拟结果矛盾的问题，本研究展示了IllustrisTNG中z=2.9形成的最古老潮汐诱导棒状星系，揭示其由BCG前身星系相互作用形成并存活至今，为高红移棒状结构的起源提供了新的模拟证据。
2025-08-20 astro-ph.GA
Kinematic morphology of low-mass galaxies in IllustrisTNG
利用TNG50-1模拟追踪低质量中心星系演化，揭示冷气体盘对齐与否决定旋转或弥散主导形态，并评估数值加热与分辨率限制。
2024-07-03 astro-ph.CO astro-ph.GA
Automated Distant Galaxy Merger Classifications from Space Telescope Images using the Illustris Simulation
我们提出了基于图像的星系合并的演化从插图宇宙学模拟在12个时间步长超过0.5 < z < 5。为此，我们创建了大约100万张哈勃太空望远镜和詹姆斯韦伯太空望远镜的合成深空图像，并测量了常见的形态指标。使用合并树，我们评估的方法，以观察选择合并与恒星质量比低至10：1完成+/- 250万年的模拟观测。我们确认，常见的一维或二维统计选择合并定义的纯度和完整性低，导致高统计误差。作为替代方案，我们训练基于5-10个输入的红移相关随机森林（RF）。交叉验证表明，RF产生优越的，但仍然不完美，测量的后期合并分数，他们选择更多的合并在膨胀为主的星系。当应用于CANDELS形态目录时，RF估计合并率至少增加到z = 3，尽管比理论预期高两倍。这表明反馈决定的形态可能不匹配，但肯定了星系合并演化的基本理解。RF在0.5 < z < 3时实现大约70%的完整性，并且纯度从z = 0.5时的10%增加到z = 3时的60%。在早期，训练集是不够的，激励更大的模拟和更小的时间采样。通过将大型调查和大型模拟相结合，这种机器学习技术提供了一个很有希望的机会，可以教我们关于星系演化的推论的优点和缺点。
2019-04-12 astro-ph.GA
Formation of a Malin 1 analogue in IllustrisTNG by stimulated accretion
马林1星系包含已知最大的恒星盘，但这种结构的形成机制一直难以捉摸。在本文中，我们报告了Malin 1类似物在100 Mpc的IllustrisTNG模拟，并描述其形成历史。在红移为零时，这个大质量星系的最大圆速度$V_{\rm max}$为430 ${\rm km\ s^{-1}}$，包含一个100 kpc的气体/恒星盘，其形态与Malin 1相似。模拟的星系很好地再现了马林1巨大圆盘的许多观测特征，包括其恒星年龄，金属丰度和气体旋转曲线。我们追溯扩展盘的时间，发现很大一部分的冷气体在红移为零起源于热晕气体的冷却，引发了一对入侵星系的合并。我们的发现提供了一种新的方式来形成大型星系盘极端的马林1在目前的星系形成框架。
2018-05-23 astro-ph.GA
The interconnection between galaxy mergers, AGN activity and rapid quenching of star formation in simulated post-merger galaxies
本文利用EAGLE、Illustris和IllustrisTNG三种最先进的宇宙学模型研究了星系合并对超大质量黑洞吸积和恒星形成猝灭的影响。我们发现，最近合并的“后合并”在所有三个模拟SMBH吸积率提高了2-5倍。然而，恒星形成的快速猝灭（在500百万年内）是罕见的，在Illustris中的发生率为0.4%，在EAGLE中为4.5%，在IllustrisTNG中为10%。在合并后的淬火罕见的结果，从大量的天然气藏，保持完整的合并后。成功淬熄的后合并倾向于具有低合并前气体分数以及经历最大气体损失的那些。虽然罕见，最近淬火部分合并后仍然升高相比，控制样本的非合并的两个因素在IllustrisTNG和11在EAGLE。相反，淬火是罕见的插画后合并比在他们的控制。埃里森等人最近的观测结果发现，合并后的快速淬火现象至少要常见30倍，比任何模拟中发现的都要高得多。因此，我们的研究结果表明，虽然合并引起的SMBH吸积是一个广泛的预测的模拟，它的链接淬火敏感地依赖于物理模型，没有一个亚网格模型的模拟研究在这里可以完全捕捉到合并和快速淬火之间的连接观察。
2022-12-20 astro-ph.GA
Coordinated Assembly of Galaxy Groups and Clusters in the IllustrisTNG Simulations
最近对早型星系光谱的恒星星族分析表明，星系团中心的低质量星系具有大质量星系的高[ $α/\rm Fe$ ]和老年龄特征，而不像星系团和场外围的低质量星系人口。这种现象被称为“协调装配”，以强调大质量星系团中心星系的构建块来自整个低质量星系群的特殊子集。在这里，我们探讨这个想法在IllustrisTNG模拟，特别是TNG 300运行，以了解环境，特别是集群中心，形状的恒星形成历史的静止卫星星系的团体和集群（$M_{200c,z=0}\geq10^{13} M_{\odot}$）。用$M_{\star,z=0}\geq10^{10} M_{\odot}$追踪淬灭卫星星系的历史，我们发现那些在更大质量的暗物质晕中，并且位于更靠近主星系的星系，淬灭更早，恒星形成时标更短，恒星年龄更老。恒星形成时标- $M_{\star}$和恒星年龄- $M_{\star}$标度关系与观测结果吻合良好，并预测随晕质量和星团中心距离而变化。对环境的依赖是由于卫星星系的坠落历史：位于靠近星系团中心的星系在$z=0$更大质量的暗物质晕中平均更早地被吸积。在质量较大的晕中，星系的下沉和淬灭时间之间的延迟较短，并且取决于晕在第一次吸积时的质量，这表明群的预处理是卫星淬灭的一个关键方面。
2020-10-08 astro-ph.GA
Interacting galaxies in the IllustrisTNG simulations -- VI: Reconstructed orbits, close encounters and mergers
本文通过运动学插值重建 IllustrisTNG 中星系对轨道，显著提升精度，并量化了近距离星系对的近心点交会、并合比例及飞掠比例，为后续研究星系性质演化提供基础。
2024-02-27 astro-ph.GA
Enhanced Star Formation and Black Hole Accretion Rates in Galaxy Mergers in IllustrisTNG50
本文利用IllustrisTNG50模拟分析星系并合对恒星形成和黑洞吸积的影响，发现并合星系在低红移下sSFR和sBHAR显著增强且持续至少约1 Gyr，为理解高红移宇宙提供了重要依据。
2025-07-07 astro-ph.GA
CAMELS Environments: The Impact of Local Neighbours on Galaxy Evolution across the SIMBA, IllustrisTNG, ASTRID, and Swift-EAGLE Simulations
University of Connecticut（康涅狄格大学）；Korea Institute for Advanced Study（韩国高等研究院）；Yale University（耶鲁大学）；University of Michigan（密歇根大学）；University of Cambridge（剑桥大学）；Flatiron Institute（平顿研究所）
研究通过CAMELS模拟探讨环境对银河系演化的影晌，发现不同模型中环境效应存在差异，高密度环境可能抑制或促进恒星形成。
2026-01-09 astro-ph.GA
Galaxy Evolution in all Five CANDELS Fields and IllustrisTNG: Morphological, Structural, and the Major Merger Evolution to $z \sim 3$
星系的一个基本特征是它们的结构，但我们现在才以定量的方式了解结构性质的演化。因此，我们探讨了16,778星系的定量非参数结构演化的$z\sim3$在所有五个坎德尔领域，迄今为止最大的收集遥远星系的高分辨率图像。我们的目标是研究结构，而不是大小，表面亮度或质量，如何随时间变化。特别地，我们研究了光的浓度和不对称性如何在静止坐标系光学中演化。为了解释我们的星系结构测量结果，我们还运行和分析了来自IllustrisTNG的300个模拟实现，以确定CAS系统合并的时间尺度。我们从$z=0-3$测量到，不对称合并的中位时标是$0.56^{+0.23}_{-0.18}$ Gyr，并且发现它不随红移而变化。使用这些数据，我们发现，星系在较高的红移在给定的质量逐渐变得不对称，我们得出合并率的规模为$\sim(1+z)^{1.87\pm0.04}$陀螺仪$^{-1}$，这与最近的机器学习和星系对的方法，消除以前的不一致。我们还表明，远红外选定的星系是不可见的\textit{HST}有一个可以忽略不计的影响，我们的测量。我们还发现，星系更集中在更高的红移。我们将其解释为它们的形成是如何从一个较小的初始星系，后来通过合并成长为一个更大的星系，与星系从“由内而外”的大小增长相一致，这表明中心是大多数星系最古老的部分。
2021-05-04 astro-ph.GA
The manifestation of secondary halo bias on the galaxy population from IllustrisTNG300
我们使用改进的IllustrisTNG 300磁流体动力学宇宙学模拟重新审视次级晕偏差对中央星系群聚集的影响。与205 $h^{-1}$兆秒差距的边长和显着改进的子网格模型相对于以前的Illustris盒，IllustrisTNG 300允许我们探索的依赖性星系集群在一个大的宇宙学体积和宽晕质量范围。我们表明，在高统计显著性，晕组装偏置信号（即，晕偏差对晕形成红移的次要依赖性）在中央星系群体的聚类上表现出来，当这是由恒星质量，颜色，特定的恒星形成速率和表面密度分裂时。一个显着的检测也获得了星系的大小：在固定的晕质量，较大的中央星系更紧密地聚集在质量M $_{\rm vir} \lesssim 10^{12.5}$ $h^{-1}$ M $_{\odot}$的晕比较小的中央星系。然而，这种效果似乎是不相关的晕形成时间，不像其他的二级依赖分析。我们还探讨了晕自旋偏置信号的传输，即，晕偏置对晕旋的二次依赖性。虽然星系的自旋保留了很少的信息，总自旋的晕，相关性足以产生一个显着的星系自旋偏置信号。我们讨论了可能的方法来探测自旋偏置效应的观察。
2020-01-06 astro-ph.CO astro-ph.GA
Numerical effects on the stripping of dark matter and stars in IllustrisTNG galaxy groups and clusters
Institute for Computational Cosmology, Durham University（达勒姆大学计算宇宙学研究所）；Department of Physics, Durham University（达勒姆大学物理系）；Centre for Astrophysics and Cosmology, Science Institute, University of Iceland（冰岛大学科学研究所天体物理学与宇宙学中心）；Max-Planck-Institut für Astronomie（马克斯·普朗克天文学研究所）；Universität Heidelberg, Zentrum für Astronomie, Institut für theoretische Astrophysik（海德堡大学天文学中心理论天体物理研究所）；Max Planck Institut für Astrophysik（马克斯·普朗克天体物理研究所）
研究IllustrisTNG模拟中数值分辨率对暗物质和恒星剥离的影响，发现恒星质量剥离依赖分辨率，而暗物质剥离在一定范围内与分辨率无关。
2026-03-10 astro-ph.GA
Mass and Metal Flows in Isolated IllustrisTNG Halos
本研究基于IllustrisTNG模拟的2770个孤立暗晕，分析质量与金属流，发现黑洞反馈主导整体质量流，恒星形成反馈影响内部区域，并在0.2R_v处存在特征尺度。
2025-01-27 astro-ph.GA
Applying unsupervised learning to resolve evolutionary histories and explore the galaxy-halo connection in IllustrisTNG
本文利用高斯混合模型对IllustrisTNG-100星系的金属丰度与恒星形成历史进行无监督聚类，识别出具有不同演化路径的星系群体，揭示多种淬灭途径并发现可用于观测研究的后星暴星系群体。
2023-04-17 astro-ph.GA
Galaxy Zoo: Morphological classification of galaxy images from the Illustris simulation
现代宇宙学模拟以更高的空间和时间分辨率对宇宙进行建模。这些增强允许模拟输出和实际观测数据之间的详细比较。最近的项目，如Illustris，能够产生与当地调查所得图像相当的模拟图像。本文测试如何以及插画实现这一目标，在不同的人口星系使用视觉形态来自银河动物园公民科学家。志愿者提供的模拟星系的形态分类进行比较，从SDSS遗产调查的图像的兼容样本的类似数据。本文研究了人类志愿者要求区分模拟和真实星系图像之间的平滑系统的简单形态特征。差异被确定，这可能是由于有限的分辨率的模拟，但这可能是揭示真正的差异在真实和模型宇宙中的星系种群的动态演化。具体来说，恒星质量$M_{\star}\lesssim10^{11}M_{\odot}$，较大比例的插图星系，表现出盘状形态或可见的子结构，相对于他们的SDSS同行。对更高的质量，模拟和观测星系收敛，并表现出相似的形态分布。这种发散行为表明恒星质量阈值证实了最近的作品使用参数测量的形态从Illustris模拟图像。当$M_{\star}\gtrsim10^{11}M_{\odot}$时，Illustris数据集包含的分类器认为具有明确特征的星系较少。这些结果表明，观测到的星系和模拟星系的详细性质之间的比较，即使局限于合理的大质量系统，可能会产生误导。
2018-01-25 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.IM
Effects of Active Galactic Nucleus Feedback on Cold Gas Depletion and Quenching of Central Galaxies
利用3个流体动力学模拟软件Illustris、IllustrisTNG和SIMBA，研究了活动星系核（AGN）反馈对星系冷气含量的影响及其与星系淬灭的关系.通过比较所观察到的原子和分子中性氢测量的中心星系，我们发现，Illustris过度预测的冷气体质量在恒星形成的星系和显着低于预测淬火星系。在这个比较中，IllustrisTNG比Illustris表现得更好，但是与观测结果相比，淬灭星系保留了太多的冷气体。SIMBA通过耗尽淬火星系的全球冷气库，显示出与观测的良好一致性。我们发现，在IllustrisTNG的差异是由其弱的动力学AGN反馈，只重新分配的冷气从内部磁盘的外部区域，并降低内部的冷气密度。当只考虑恒星盘内的冷气体来推断恒星形成速率时，它与观测结果的一致性要好得多。从冷气体库与黑洞质量和爱丁顿比的关系，我们发现黑洞生长过程中的累积能量释放是冷气体耗尽从而导致星系淬灭的主要原因。我们进一步测量中心恒星表面密度在1千秒差距（$Σ_1$）的高分辨率运行的IllustrisTNG和发现之间的紧密相关性$Σ_1$和黑洞质量。这表明，观测到的冷气体质量随$Σ_1$的减小趋势也反映了黑洞的增长。
2022-11-18 astro-ph.GA
Linking galaxy structural properties and star formation activity to black hole activity with IllustrisTNG
在大尺度宇宙学模拟中，我们研究了活动星系核（AGN）与其宿主星系之间通过宇宙时间的联系。我们首先比较BH属性，即硬X射线BH光度函数，AGN星系占有率，和爱丁顿比的分布，可用的观测约束。模拟结果与观测结果吻合较好，但我们注意到在硬X射线下（L_x ~ 10^{43-44} erg/s）有过量的暗活动星系核，而亮活动星系核的数量较少（L_x>10^{44} erg/s），这一结论与BH光度估算方法在数量上不同，但在质量上没有差异。与观测结果相比，10^{9} Msun黑洞的爱丁顿比较低，这表明活动星系核的反馈在这种状态下可能过于有效。我们研究星系恒星形成活动和结构特性，并设计样本相关的标准，以确定不同的星系类型（恒星形成/静止，扩展/紧凑），我们适用于模拟和观测的坎德尔场。我们分析了模拟和观测到的星系如何填充特定的恒星形成率-恒星质量表面密度图。大部分z=0 M_{star} >10^{11} Msun的静止星系首先经历了一个压缩阶段（即星系大小的减小），同时仍然形成恒星，然后是一个淬灭事件。我们测量了活动星系核分数对星系位置的依赖关系。在用红移和活动星系核光度相关模型对模拟结果进行修正后，我们发现模拟结果与观测结果在定性和定量上都符合得很好。活动星系核的比例在致密的恒星形成星系中最高（在z~1.5-2处为16-20%），在致密的静止星系中最低（在z~1.5-2处为6-10%）。
2019-01-08 astro-ph.GA
Comparing galaxy formation in the L-GALAXIES semi-analytical model and the IllustrisTNG simulations
我们进行比较，对象的对象和统计，慕尼黑半解析模型，L-Galerkin，和IllustrisTNG流体动力学模拟之间。通过运行L-Galerkin的IllustrisTNG暗物质，只有合并树，我们确定在两个模型中相同的星系。这使我们能够比较两个模型中的恒星质量、恒星形成率和星系的气体含量，以及亚晕和晕的重子含量。我们发现恒星质量函数和单个星系的恒星质量都比$\sim0.2\,$ dex更符合。另一方面，特定的恒星形成速率和气体含量可能差异更大。在$z=0$中，低质量恒星形成星系和高质量淬灭星系之间的过渡发生在恒星质量尺度上，$\sim0.5\,$ dex在IllustrisTNG中比在L-Galnik中低。illustrisTNG还产生了更多的淬火星系在更高的红移。这两个模型预测的晕重子分数接近宇宙值的集群，但IllustrisTNG预测较低的重子分数组环境。这些差异主要是由于来自恒星和超大质量黑洞的模型反馈的差异。星系团和星系群内部和周围星系的气体含量和恒星形成率有很大的不同，其中IllustrisTNG卫星的恒星形成较少，气体含量也较少。我们表明，环境过程，如冲压压力剥离更强，操作到更大的距离和更广泛的主机质量范围在IllustrisTNG。我们认为，治疗星系演化的半解析模型需要改进的处方，更准确地捕捉当地的环境影响。
2020-04-29 astro-ph.CO astro-ph.GA
Quenching, Mergers and Age Profiles for z=2 Galaxies in IllustrisTNG
利用IllustrisTNG宇宙学星系形成模拟，我们分析了恒星质量大于10^10.5太阳质量的z=2的年轻静止星系的物理性质。这个关键的人口提供了一个不变的探索星系从恒星形成到静止的演变，最近已成为几个观测研究的目标。在模拟中，年轻的静止星系并不显得异常紧凑，与观测的张力，但它们显示出独特的年龄梯度，与观测到的颜色梯度定性一致。特别是，超过一半的模拟年轻的静止星系显示积极的年龄分布，由于最近强烈的中央星爆，这是由重大合并触发。然而，有相当大的人口最近淬火星系没有显着的合并和平坦的年龄分布。我们的研究结果表明，合并在结构转变中发挥着重要作用，但不是唯一可用的途径淬火z=2星系。
2021-10-05 astro-ph.GA
The relationship between fine galaxy stellar morphology and star formation activity in cosmological simulations: a deep learning view
星系形成和演化的流体动力学模拟试图完全模拟塑造星系的物理过程。模拟星系形态与真实星系形态之间的一致性，以及形态类型在星系尺度关系中的分布方式，是我们对星系形成物理知识的重要探索。在这里，我们提出了一种无监督的深度学习方法，对来自Illustris和IllustrisTNG（TNG 100和TNG 50）模拟的星系的精细形态结构进行严格的测试，以对抗斯隆数字巡天的子样本观测。我们的框架基于PixelCNN，这是一种具有显式似然性的图像生成自回归模型。我们采用了一种策略，将两个PixelCNN网络的输出结合在一个度量中，该度量将星系的精细形态细节与天空背景隔离开来。我们能够通过\emph{quantitatively}确定IllustrisTNG的改进，特别是在高分辨率TNG 50运行中，超过原始的Illustris。然而，我们发现，星系结构的细节仍然是不同的观测和模拟的星系。这种差异是由小的，更球状的，淬灭的星系，这是全球不太准确，无论分辨率和经历了三个模拟探索之间的改善不大。我们推测，这种分歧，这是不太严重的淬火盘状星系，可能源于一个仍然太粗糙的数值分辨率，这很难正确地捕捉内部，致密的淬火球状星系的区域。
2020-12-16 astro-ph.GA astro-ph.IM
The relationship between galaxy size and halo properties: Insights from the IllustrisTNG simulations and differential clustering
本文利用 IllustrisTNG 模拟研究星系大小与暗物质晕性质的关系，发现星系大小与晕聚集度及形成时间相关，并揭示基于大小的差分聚类信号主要来自卫星星系。
2025-02-05 astro-ph.GA
Towards precise galaxy evolution: a comparison between spectral indices of $z\sim1$ galaxies in the IllustrisTNG simulation and the LEGA-C survey
我们提出了第一次比较观测到的恒星连续光谱的高红移星系和模拟星系的光谱产生的流体动力学模拟。模拟光谱是由IllustrisTNG TNG 100模拟与恒星星族模型相结合产生的，并考虑了尘埃衰减和现实的观测效应（孔径效应和噪声）。我们比较了模拟的星系的$D_n4000$和EW（H $δ$）与$10.5 \leq \log(M_\ast/M_\odot) \leq 11.5$在$0.6 \leq z \leq 1.0$从LEGA-C调查观察到的分布。TNG 100在全球范围内再现了观测到的光谱指数分布，这意味着TNG 100中星系的年龄分布基本上是真实的。然而，它们之间存在着微小但重要的差异。对于老星系，TNG 100显示小$D_n4000$时，与LEGA-C相比，而LEGA-C星系有较大的EW（H $δ$）在固定的$D_n4000$。有几种可能的解释：1）LEGA-C星系的整体年龄较老，年轻恒星（$<1$ ~Gyr）的贡献很小（质量的几个百分比），而TNG 100星系可能没有这样年轻的子种群; 2）光谱失配可能是由于用于将恒星年龄和金属丰度转换为观测值的恒星星族模型中的系统不确定性。总之，最新的宇宙学星系形成模拟广泛地再现了全球星系的年龄分布在$z\sim1$，在同一时间，高质量的最新观测和模拟数据集有助于约束恒星星族合成模型以及物理模型的模拟。
2021-09-26 astro-ph.GA
Black Hole-Host Galaxy Correlations with Machine Learning: A Comparative Study of Illustris, TNG, and EAGLE
本研究利用机器学习回归器比较 Illustris、TNG 和 EAGLE 模拟中的黑洞-宿主星系标度关系，发现 MLP 预测最优，且关联本质上是多维的。
2025-10-23 astro-ph.GA
Simulating the Spatial Distribution and Kinematics of Globular Clusters within Galaxy Clusters in Illustris
利用宇宙学模拟程序Illustris研究了球状星团在9个星系团中的组装。GC被标记为单个星系在其落入时间。潮汐的GC从他们的星系和集群内的GC的分布去除后，自洽的模拟。该方法依赖于一个简单的假设之间的晕质量（M_vir）和GC质量（M_GC）的观测发现一个单一的幂律关系。我们发现GC的比频$S_N$作为V波段幅度的函数自然地再现了所观察到的“U”形，这是由于幂律M_GC-M_vir关系和非线性M_*-M_vir关系的组合。由于M_*-M_vir关系随红移的演化，$S_N$值中的附加散射被追溯到具有早期坍缩时间的星系。已经从它们的星系潮汐移除的GC形成了今天的星系团内成分，其中约60%是由今天在星系团势内轨道运行的星系带来的。剩下的“孤儿”GC是由卫星星系贡献的，这些星系具有广泛的恒星质量，在z=0时完全被潮汐破坏。这种团内成分是暗物质势的一个很好的动力学示踪剂。由于大多数星系团内GC的吸积性质，它们的轨道是相当径向的，预测的轨道各向异性β>= 0.5。然而，局部切向运动可能是局部子结构的结果，这为M87观测中β<0的值提供了一种可能的解释。
2020-02-21 astro-ph.GA
Simulating Galaxy Formation with the IllustrisTNG Model
我们介绍了一个更新的物理模型来模拟星系的形成和演化的宇宙学，大尺度重力+磁流体动力学模拟与移动网格代码AREPO。总体框架建立在Illustris星系形成模型的成功基础上，包括恒星形成、恒星演化、化学富集、气体的原始和金属线冷却、星系流出的恒星反馈以及黑洞形成、增长和多模反馈。在本文中，我们给出了一个全面的描述的物理和数值的进步，形成了核心的IllustrisTNG（下一代）框架。我们专注于修改后的实施银河风，其中我们修改的方向性，速度，热含量和能量标度，并探讨其对星系人口的影响。如前所述，该模型还包括一个新的黑洞驱动的动力学反馈在低吸积率，磁流体力学，并改进的数值方案。使用一套（25 Mpc $h^{-1}$）$^3$宇宙学盒，我们评估我们的基准分辨率的新模型的结果。自洽放大磁场的存在被证明有一个重要的影响，对恒星的内容$10^{12} M_{\rm sun}$晕及以上。最后，我们表明，新的星系风承诺解决的关键问题，在匹配观测约束和影响恒星的内容和大小的星系人口的低质量端确定的插图。
2017-10-31 astro-ph.CO astro-ph.GA
iMaNGA: mock MaNGA galaxies based on IllustrisTNG and MaStar SSPs. I. Construction and analysis of the mock data cubes
星系形成和演化模拟是探测鲜为人知的天体物理过程的重要工具，但需要特别注意将模拟与星系观测进行比较，因为观测数据也需要建模。我们提出了一种方法来产生模拟星系的流体动力学的IllustrisTNG模拟，适合比较积分场光谱观测的星系从SDSS-IV/MANGA调查。首先，我们包括相同的仪器的效果和程序，在采集和分析的实际数据。此外，我们使用新的恒星人口模型的基础上的MaNGA恒星库（MaStar）的模拟产生的星系光谱。通过这种方式，我们的模拟数据立方体具有相同的空间采样，覆盖相同的波长范围（3600 - 10300 nm），并共享相同的光谱分辨率（$R\approx1800$）和真实MaNGA星系光谱的通量校准。在这第一篇论文中，我们演示了早期型和晚期型模拟星系TNG 50的方法。我们分析了相应的模拟MANGA样的数据立方体与相同的全光谱拟合代码，\textsc{FIREFLY}，这是用于观察到的光谱。我们发现，内在的和恢复的年龄和金属丰度梯度是一致的1 $σ$内，在68 $\%$置信水平与$0$一致的所有流苏的残差。我们还进行了具有挑战性的测试，比较内在和恢复的恒星形成历史，发现输入和输出之间的密切相似。在后续的论文中，我们将提出一个完整的模拟类MANGA目录（$\approx10,000$星系）与TNG 50模拟MANGA观测结果的全面比较。
2022-07-18 astro-ph.GA
Gal3D: Superellipsoid Modeling of Radial 3D Galaxy Structure in IllustrisTNG and EAGLE Simulations
Department of Astronomy, Xiamen University（厦门大学天文系）
本文提出Gal3D框架，通过超椭球拟合量化IllustrisTNG与EAGLE模拟星系的径向三维结构，揭示不同质量星系的形态差异及模拟间的形态特征区别，为对比宇宙学模拟的星系形态提供实用工具。
2026-08-14 astro-ph.GA
The star formation main sequence and stellar mass assembly of galaxies in the Illustris simulation
理解驱动恒星形成的物理过程是星系形成模型的一个关键挑战。在这篇文章中，我们研究了恒星形成率（SFR）和恒星质量之间的紧密相关性在一个给定的红移星系，晕生长如何影响恒星形成，以及恒星形成历史的个别星系。我们研究这些问题使用的是一个最先进的宇宙流体动力学模拟星系形成的Illustris。在红移z=0和z=4时，Illustris再现了观测到的SFR和恒星质量之间的关系（恒星形成主序列; SFMS），但在中等红移z~2时，模拟的SFMS的归一化值明显低于观测报告的值。该关系中的散射与观察到的散射一致。然而，上面的SFR恒星质量关系的异常值的分数是比观察到的要少。晕质量约为10^{12}太阳质量的Galerkin主导宇宙的SFR密度，与丰度匹配的结果一致。此外，更大质量的星系倾向于在高红移时形成其大部分恒星，这表明在Illustris中发生了“缩小”。我们还研究了单个星系的恒星形成历史，包括使用主成分分析分解。我们发现，对于固定的恒星质量，星系形成较早，有更大质量的黑洞在z=0，表明恒星形成和黑洞的增长是紧密相连的过程中的插图。虽然许多正常恒星形成星系的性质在Illustris模拟中得到了很好的再现，但形成一个真实的星群可能需要更高的分辨率，并且可能需要更复杂的恒星形成和恒星和黑洞反馈的处理。
2014-12-18 astro-ph.GA
Shock-induced stripping of satellite ISM/CGM in IllustrisTNG clusters at $z\sim0$
利用IllustrisTNG模拟方法研究了星系团中星形成（SF）伴星系的大尺度激波与环星系介质（CGM）和星际介质（ISM）的相互作用。这些冲击通常是由合并和大规模的加积产生的。我们的目视检查表明，大约有一半的SF卫星在$z\leq0.11$的主机集群中遇到了冲击。卫星穿越激波阵面进入激波后区后，其上的冲压压力显著增加。CGM和ISM都可能受到条带化或压缩的严重影响。ISM的剥离对于具有$\log (M_{*}/M_{\odot})<10$的低质量星系尤其重要，甚至可以发生在星系团的外围。相比之下，不与冲击相互作用的卫星只在集群的内部区域失去ISM。ISM在穿过冲击波阵面后，大约有一半在0.6 Gyr内被剥离。我们的研究结果表明，激波诱导的剥离在猝灭星系团中的卫星星系中起着重要的作用。
2022-11-30 astro-ph.GA
Interacting galaxies in the IllustrisTNG simulations -- II: Star formation in the post-merger stage
星系合并是一个重大的演化转变，其影响已被大量的观测和数值模拟所证实。然而，大多数以前的模拟都使用理想化的，孤立的，二进制合并，并没有在大型宇宙学模拟中研究星系合并的统计样本的重大进展。我们提出了一个样本的27,691合并后（PM）星系（$0\le z \le 1$）确定从IllustrisTNG：宇宙学，大盒子，磁流体动力学模拟套件。PM样本涵盖了广泛的合并和星系属性（$M_\star$，$μ$，$f_\mathrm{gas}$）。我们表明，恒星形成（SF）PM表现出增强的恒星形成率（SFR）的平均因子为$\sim 2$，而被动PM没有显示统计增强。我们发现，SFR增强：（1）不依赖于红移，（2）与PM的恒星质量反相关，（3）与PM的祖先的气体分数相关。然而，SF PM显示出更强的增强，这可能指示其他过程正在起作用（例如，气相、反馈效率）。尽管SFR增强与合并质量比有轻度相关性，但更丰富的次要合并（$0.1 \le μ< 0.3 $）仍贡献了总SFR增强的$\sim 50\%$。通过跟踪PM样本向前的时间，我们发现，星系合并可以驱动显着的SFR增强衰减超过$\sim 0.5$陀螺仪独立的合并质量比，虽然衰减时间尺度是依赖于模拟分辨率。最强的合并驱动的星暴星系在比它们的控制更快的时间尺度上进化为被动/淬火。
2020-02-12 astro-ph.GA
The optical morphologies of galaxies in the IllustrisTNG simulation: a comparison to Pan-STARRS observations
我们已经从IllustrisTNG和原始的Illustris流体动力学宇宙学模拟中生成了$\sim$ 27，000个星系的合成图像，旨在匹配$z \approx 0.05$的$\log_{10}(M_{\ast}/{\rm M}_{\odot}) \approx 9.8$ - $11.3$星系的泛星观测。我们的大多数合成图像都是使用SKIRT辐射转移代码创建的，包括灰尘衰减和散射的影响，并直接在模拟本身使用的Voronoi网格上执行辐射转移。我们分析了我们的合成和真正的泛星图像与新开发的$\tt{statmorph}$代码，计算非参数形态诊断-包括基尼- $M_{20}$和浓度不对称平滑（CAS）统计-并进行二维Sérsic拟合。总的来说，我们发现，IllustrisTNG星系的光学形态与观测结果吻合得很好，与原始的Illustris模拟相比，有了很大的改进。特别是，基尼- $M_{20}$图的轨迹与从观测中推断的一致，而在这项工作中考虑的所有形态，大小和形状参数的恒星质量的中位数趋势位于观测趋势的$\sim$ 1 $σ$分散。然而，IllustrisTNG模型在更严格的测试中有一些困难，例如产生强烈的形态-颜色关系。这导致与观察结果相比，红色圆盘和蓝色球状体的比例略高。同样地，形态与大小的关系也是有问题的：虽然观测显示在固定的恒星质量下，圆盘往往比球状体大，但在Illustris…
2019-01-07 astro-ph.CO astro-ph.GA
Introducing the Illustris Project: the evolution of galaxy populations across cosmic time
我们提出了一个概述的星系演化在宇宙时间的插图模拟。Illustris是一个N体/流体动力学模拟，它使用AREPO移动网格代码，在一个（106.5Mpc）^3盒子中，从宇宙学初始条件到z=0，演化出2*1820^3分辨率的元素。该模拟使用了一套最先进的星系形成物理模型，该模型经过调整以再现z=0恒星质量函数和宇宙恒星形成率密度的历史。我们发现，Illustris成功地再现了大量的观测星系人口在不同的红移，没有调整进行，并为未来的观测提供预测。特别地，我们讨论了（a）星系质量的积累，给出了从z=7到z=0的恒星质量函数以及恒星质量与晕质量之间的关系，（b）大质量中心星系周围到z=4的星系数密度分布，（c）两个星系及其晕在不同红移下的气体和重子总含量，以及它们作为质量和半径的函数，和（d）星系特定恒星形成速率的演化，直到z=8。此外，我们（i）提出了定性分析的星系形态从z=5到z=0，恒星以及气体成分，和他们的外观在HST模拟观测，（ii）按照星系选择在z=2到他们的z=0的后代，并量化他们的成长和合并的历史，（iii）追踪大质量z=0星系到高红移，研究它们在恒星形成活动和致密性方面的联合演化。最后，我们讨论了与观察结果的几个分歧，并为未来的研究提出了可能的方向。
2014-08-12 astro-ph.CO astro-ph.GA
Evaluating the ability of triaxial Schwarzschild modelling to estimate properties of galaxies from the Illustris simulation
我们评估史瓦西的轨道叠加方法的能力，将其应用到星系的大规模，高分辨率的Illustris模拟。九个早期类型的星系与三轴度的范围内被选中，我们创建模拟积分场单元数据为每个星系的五个视线投影。45个模拟数据集中的每一个都被视为一个独立的观测星系。使用范登博世的2008年三轴史瓦西实现，我们评估模型估计的各种星系属性，包括质量分布，内在形状，恒星轨道分布和速度各向异性。$\overline{R_{\rm e}}$内的总质量恢复良好，平均偏差在$\pm15$ %内。恒星质量被低估了$\sim24$ %，而暗物质被高估了$\sim38$ %（假设暗物质分布为NFW，并考虑到恒星质量和暗物质质量之间的简并）。使用gNFW配置文件，这些值提高到恒星质量的$\sim13$百分比和暗物质的$\sim18$百分比。轴比估计值显示$Δ(b/a)=0.07$和$Δ(c/a)=0.14$（$a\ge b\ge c$）存在中度偏倚。很好地重建了轨道圆度$λ_z$和$λ_x$的分布，代表了围绕短轴和长轴的旋转。将轨道分为热类别，我们的模型将这些类别的平均分数与$10$百分比相匹配。速度各向异性是很好的估计值匹配的内部区域，但成为轻微的径向偏置的外部区域。总的来说，我们使用史瓦西模型获得的星系属性估计并不令人难以置信，并且代表了我们模拟的模拟星系。
2019-04-29 astro-ph.GA
