CASCO: Cosmological and AStrophysical parameters from Cosmological simulations and Observations -- II. Constraining cosmology and astrophysical processes with early- and late-type galaxies
本研究作为CASCO系列第二篇，利用三个观测数据集对比CAMELS IllustrisTNG模拟的早型星系属性，约束宇宙学与超新星反馈参数，发现不同数据集约束结果存在差异，且无单一模拟能匹配所有观测趋势，凸显星系形成模拟的局限性。
2024-11-29 astro-ph.GA
Can Cosmological Simulations Reproduce the Spectroscopically Confirmed Galaxies Seen at $z\geq 10$?
最近JWST对极端$(z>10)$红移星系的光度检测已被证明与现有的星系形成模拟模型存在强烈的矛盾，在最严重的情况下，与$ΛCDM$本身也存在矛盾。然而，这些结果都依赖于光谱学对这些距离的确认。最近，JADES巡天探测到了光谱确认红移的最遥远星系，其中有四个星系的红移在$z=10.38$和$z=13.2$之间。在本文中，我们比较模拟预测从四个大的宇宙体积和两个放大的原星团的JADES观测，以确定这些光谱确认的星系探测是否与现有的星系形成模型，或与$ΛCDM$更广泛的紧张局势。我们发现，现有的宇宙学星系形成的模型一般可以重现JADES的观测，在星系恒星质量，恒星形成率，和星系的数量密度在$z>10$。
2023-03-06 astro-ph.GA
Detection of Prominent Stellar Disks in the Progenitors of Present-day Massive Elliptical Galaxies
红移较高的大质量星系（$\emph{z}$ $>$ 2）显示出与本地星系不同的特征：它们很紧凑，很可能有一个圆盘。在这项研究中，我们跟踪本地大质量星系的演化进行了详细的形态分析，即，拟合单一的Sérsic配置文件和执行凸起+磁盘分解。我们分析了$\sim$ 250个大质量星系从所有的坎德尔领域（COSMOS，UDS，EGS，GOODS-South和GOODS-North）。我们证实，无论是恒星形成和静止星系增加其大小显着从$\emph{z}$ $\approx$ 2.5到现在。静止星系的整体Sérsic指数随时间增加（从$n$ $\approx$ 2.5到$n$ $>$ 4），而恒星形成星系的整体Sérsic指数大致保持不变（$n$ $\approx$ 2.5）。通过将星系轮廓分解为凸起+盘组件，我们发现在高红移的大质量星系有突出的恒星盘，这也是显而易见的，从视觉检查的图像。到$z$ $\approx$ 0.5时，大部分盘状物消失，大质量静止星系开始类似于本地椭圆星系。恒星形成星系的膨胀与总膨胀比（$B/T$）在每个红移区间都比静止星系低。恒星形成星系和静止星系的凸起遵循不同的演化历史，而它们的盘演化相似。我们的结论是，主要的合并，随着较小的合并，发挥了至关重要的作用，在显着的大小增加的高\emph{z}星系和其巨大的和大规模的磁盘的破坏。
2017-01-12 astro-ph.GA
Massive Galaxies are Larger in Dense Environments: Environmental Dependence of Mass-Size Relation of Early-Type Galaxies
在$Λ$冷暗物质（$Λ$ CDM）宇宙学模型下，通过与其他星系频繁的等级合并，预计大质量星系在更密集的环境中会更大。然而，对低红移早型星系的观测研究并没有显示出这样的趋势，这在过去的十年中一直是一个有待解决的难题。我们在$0.1\leq z < 0.15$分析了73，116个早型星系，采用了稳健的非参数尺寸测量技术，并将分析扩展到许多大质量星系。我们首次发现比$10^{11.2}M_{\odot}$重的本地早型星系在质量-尺寸关系上表现出明显的环境依赖性，在这样一种方式下，星系在稠密环境中比在欠稠密环境中大20-40%。将样本分为最亮的星系团（BCGs）和非BCGs不会影响结果。这一结果与$Λ$ CDM宇宙学模拟结果一致，表明在理论上预期的稠密环境中，合并在大质量星系的生长中起着重要作用。
2016-12-23 astro-ph.GA
Star Formation in Massive Galaxies at Redshift $z \sim 0.5$
大质量星系由于受到活动星系核的反馈作用而淬灭了它们的恒星形成过程。然而，最近的研究表明，一些大质量星系仍在形成恒星。我们用$u-z$彩色图像分析了恒星质量大于10 $^{11.3}$ M $_{\odot}$的星系在红移$z_r=0.5$附近的恒星形成区的形态。我们发现大质量星系中大约有$20\%$是恒星形成星系，并且大多数（$\sim 85\%$）都具有由最近的合并所引起的不对称结构。此外，对于这些不对称的星系，我们发现，SF区域的不对称性变得更大的蓝星系。使用Illustris模拟，我们可以定性地再现观察到的不对称参数和颜色之间的关系。此外，利用并合树，我们发现在$z_r=0.5$的主分支星系的颜色与最近吸积星系的恒星形成率（SFR）之和之间存在相关性，这意味着吸积星系的恒星形成对观测到的大质量（宿主）星系的恒星形成（非原位恒星形成）有贡献。此外，我们发现两个蓝色和对称的星系，大质量蓝盘的候选人，在我们的观测样本，这表明，大约$\sim 10\%$的大质量SF星系正在形成恒星的正常模式的盘星形成（原位恒星形成）。通过模拟，我们发现$z_r \approx 0.5$上的盘星系在过去的4.3 Gyr应该经历了很少的大合并。
2020-05-04 astro-ph.GA
Hunting for Massive Black Holes in Dwarf Galaxies
与传统的想法不同，矮星系中可能潜伏着相当数量的大质量黑洞。在过去的十年中，几乎所有的大质量黑洞都是在巨星系的核中发现的，而矮星系中是否存在大质量黑洞一直备受争议。随着越来越多的研究人员致力于各种观测研究和容纳大质量黑洞的矮星系的理论模型，该领域已经发生了变化。这一领域的工作不仅对全面了解矮星系的演化和反馈很重要，而且它可能会告诉我们大质量黑洞的第一个“种子”是如何在早期宇宙中形成的。在这个角度来看，我讨论了该领域的现状以及未来的前景。我还提出了有关附近矮星系人口统计的新见解，这些见解可用于帮助限制作为质量和矮星系类型的函数的黑洞占据/活动分数。
2022-01-25 astro-ph.GA
Black-hole-regulated star formation in massive galaxies
超大质量的黑洞，质量超过太阳的一百万倍，似乎居住在所有大质量星系的中心。宇宙学激发的星系形成理论需要这些超大质量黑洞的反馈来调节恒星的形成。在没有这种反馈的情况下，最先进的数值模拟显着无法再现本地宇宙中大质量星系的数量密度和属性。然而，目前还没有观测证据表明超大质量黑洞和恒星形成之间存在这种强耦合的共同演化，这阻碍了我们对星系内重子过程的理解。在这里，我们表明，恒星形成的历史（SFHS）附近的大质量星系，从他们的综合光谱测量，取决于中央超大质量黑洞的质量。我们的研究结果表明，黑洞质量增长的尺度与气体冷却速率在早期宇宙。在拥有更大质量的中心黑洞的星系中，恒星形成的后续淬火发生得更早，更有效。观测到的黑洞质量和恒星形成效率之间的关系适用于整个星系生命中形成的所有世代的恒星，揭示了黑洞活动和重子冷却之间持续的相互作用。
2018-01-02 astro-ph.GA
The Fundamental Plane of Massive Quiescent Galaxies at z~2
我们研究的基本面（FP）和质量-光比（$M/L$）的标度关系，使用最大的样本大规模的静止星系在$1.5<z<2.5$日期。利用COSMOS观测到的$19$ $UVJ$静止星系，结合$Hubble$ $Space$ $Telescope$ $(HST)$ $H_{F160W}$静止坐标系光学尺寸和X射线吸收线测量的恒星速度色散，建立了FP（$r_{e}, σ_{e}, I_{e}$）.对于一个非常大的，${\rm{log}}(M_{\ast}/M_{\odot})>11.26$，在$z>2$的8个静止星系的子集，从Stockmann等人（2020），我们表明，他们不能被动地演变到本地后发座星系团的关系，必须经历显着的结构演化，以模仿本地大质量星系的大小。FP和$M/L$标度关系的演变，从$z=2$到现在，对于这个子集是一致的被动老化的恒星人口和轻微的合并结构演变到最大的星系后发座星系团和其他大质量的椭圆星系从大规模调查。模拟从次要合并增加恒星人口的光度演变有利于合并的历史与“干”静止星系。
2020-12-10 astro-ph.GA
Modelling the outskirts of galaxies in a cosmological context
目前的数据广泛支持星系表面亮度剖面振幅和形状的趋势与总恒星质量预测的最先进的Lambda-CDM宇宙学模拟，虽然最近的结果显示出有趣的差异的迹象，特别是对于星系质量小于银河系。在这里，我讨论如何可能是最大的贡献，这种差异可以推断几乎直接从如何以及一个给定的模型与所观察到的现今星系恒星质量函数一致。
2017-04-09 astro-ph.GA
Star formation quenching in massive galaxies
了解恒星形成如何以及为什么在大质量星系中关闭是星系演化研究的主要挑战。人们提出了许多理论解释，但尚未达成明确的共识。
2018-09-03 astro-ph.GA
High Redshift Massive Quiescent Galaxies are as Flat as Star Forming Galaxies: The Flattening of Galaxies and the Correlation with Structural Properties in CANDELS/3D-HST
我们利用视轴比$q$研究了在所有5个CANDELS/3D-HST场中的$0.2<z<4.0$处星系的中值扁平。我们将样本分成红移，恒星质量，sérsic指数，大小和UVJ确定的恒星形成状态的箱，以发现中位数$q$（$q_{med}$）最重要的驱动因素。$z<1$和$M_{*}>10^{11}M_{\odot}$的静止星系比质量较低的星系更圆，这与它们通过干合并显着增长的假设一致。在高红移的大质量静止星系变得更平坦，和在$2.5<z<3.5$的恒星形成大质量星系一样平坦，与通过直接转换或湿合并形成一致。我们发现，在静止的星系，与$q_{med}$和$M_{*}$，$z$和$r_{e}$的相关性驱动的演化在sérsic指数（$n$），符合不断增长的积累较小的合并在较低的红移。有趣的是，$n$并没有在恒星形成星系中完全推动这些趋势。相反，在恒星形成的星系中，最强的预测$q$的是有效半径，在那里较大的星系更平坦。我们的研究结果表明，$q_{med}$是跟踪膨胀到总（$B/T$）星系的比例，这将解释为什么较小/更大质量的恒星形成星系比他们的扩展/质量较小的类似物更圆，虽然目前还不清楚为什么sérsic指数与恒星形成星系的扁平化比静止星系更弱。
2019-01-07 astro-ph.GA
Black hole feedback and the evolution of massive early-type galaxies
在观测上，限制大质量星系内的重子循环已被证明是相当困难的。特别是，黑洞反馈在调节恒星形成中的作用，这是我们理论上理解星系形成的关键过程，仍然存在很大争议。我们在这里提出的观测证据表明，在固定的恒星速度色散，热气体的温度较高的那些星系托管更多的大质量黑洞在其中心。在已建立的标度关系（特别是质量尺寸平面）的背景下分析，黑洞质量与大质量星系周围热气温度之间的关系为大质量星系内的重子过程受到调节的观点提供了进一步的观察支持。星系晕维里温度和黑洞反馈的综合影响，与EAGLE宇宙学数值模拟的预期一致。
2019-10-28 astro-ph.GA
Tidal dwarf galaxies in cosmological simulations
引力约束的形成和演化，在相互作用的星系潮汐尾的恒星形成的子结构，称为潮汐矮星系（TDG），一直在研究，到现在为止，只有在理想化的模拟个别对相互作用的星系预先确定的轨道，质量比，和气体分数。在这里，我们提出了第一次识别TDG候选人在完全宇宙学模拟，特别是高分辨率模拟的EAGLE套件。有限分辨率的模拟限制了他们的能力，以预测准确的形成率和生存时间尺度的TDG，但我们表明，引力束缚重子结构的潮汐臂已经形成在目前的国家最先进的宇宙学模拟。在这种情况下，轨道参数，盘方向以及恒星和气体质量和特定的角动量的TDG形成星系的宇宙结构形成的直接后果。我们确定TDG候选人在广泛的环境中，如多个星系合并，cluerous高红移（z = 2）的星系，高速遇到，潮汐与气体贫乏的星系的相互作用。我们目前的选择方法，确定的TDG候选人的属性和路线图，更多的定量分析，使用未来的高分辨率模拟。
2017-10-25 astro-ph.GA
Nearly all Massive Quiescent Disk Galaxies have a Surprisingly Large Atomic Gas Reservoir
大于特征谢克特质量M*~10^10.6 M太阳的大质量星系群约占本宇宙恒星总质量的一半。这些大质量星系通常存在于热的暗物质晕中，其临界冲击加热质量约为10^12兆太阳，在那里，外部冷气体对这些星系的供应预计会受到抑制。当星系耗尽了它们的冷气库时，它们就会变得死气沉沉。因此，生活在热晕中的大质量静止星系通常被认为是缺乏气体的。根据SDSS、ALOFA、GASS和COLD GASS巡天的数据，我们发现，附近宇宙中绝大多数大质量、静止的中央盘星系都有大量的冷原子氢气，与恒星形成星系惊人地相似。恒星形成和静止的盘星系显示出相同的对称双喇叭HI光谱，表明类似的定期旋转HI磁盘。相对于它们的恒星形成对应物，大质量的静止中心盘星系是淬火的，因为它们的分子气体含量显着减少，尘埃含量较低，恒星形成效率较低。我们的发现揭示了一个新的图像，它清楚地展示了详细的恒星形成淬火过程中的大质量星系，并提供了一个严格的限制淬火的物理机制。
2019-10-04 astro-ph.GA
What becomes of JWST/NIRCam-selected high-redshift massive galaxies?
University of California, San Diego（加利福尼亚大学圣迭戈分校）；Massachusetts Institute of Technology（麻省理工学院）
研究詹姆斯·韦布空间望远镜/近红外相机选择的高红移大质量星系，通过模拟评估观测光度学选择可靠性，构建改进选择，研究星系后代演化，发现当前选择未能识别最庞大高红移星系，警示不宜将其视为红移为0时最庞大星系的直接前身。
2026-11-02 astro-ph.GA
Massive relic galaxies challenge the co-evolution of SMBHs and their host galaxies
我们研究了在M $_{\bullet}$ -M $_\mathrm{bulge}$局部标度关系中属于极端异常值（3-5 $σ$）的8个大质量星系的样本。其中两个星系被证实拥有极大的超大质量黑洞（SMBH），而其他六个星系的维里质量估计也与异常大的SMBH一致。通过对它们的恒星形成历史和结构特征的分析，我们发现所有这些极端异常星系都可以被认为是早期（z $\sim$ 2）宇宙的遗迹星系：即它们是致密的（R $_{\mathrm{e}}$ $<$ 2 kpc），并且具有纯粹的古老恒星星族（t $\gtrsim$ 10 Gyr）。为了解释这种偏离局部关系的性质，我们提出了一种假设，在这种假设中，这些超大质量SMBH的宿主是遵循不同演化路径的星系，而不是为大质量星系假设的两阶段生长通道。一旦SMBH和星系的核心在z $\sim$ 2处形成，星系就跳过了第二阶段，保持结构不变，质量和大小也没有进一步增加。我们表明，如果离群值遵循正常的进化路径，通过合并活动的规模增长，预期的（温和的）质量增长将使它们更接近观察到的局部关系。我们的研究结果表明，大多数大质量星系的SMBH生长时期在$\sim$ 10 Gyr前停止。
2015-06-08 astro-ph.GA
MOSEL Survey: Tracking the Growth of Massive Galaxies at 2<z<4 using Kinematics and the IllustrisTNG Simulation
我们使用多目标光谱发射线（MOSEL）调查的K波段光谱数据来分析z>3的星系的运动学性质。我们的样本由34个星系组成，在3.0<zspec<3.8之间，9.0<log（M_star）<11.0。我们发现在z > 3处log（M_star）> 10.2的星系比在z ~ 2处具有类似恒星质量的星系具有低56 +/-21 km/s的积分速度色散。z > 3的大质量星系的恒星形成历史（SFH）要么是平坦的，要么是下降的，而z~2.0的类似恒星质量星系在过去的500 Myrs中表现出轻微的峰值。通过与IllustrisTNG宇宙学模拟的比较，我们发现：（1）模拟中大质量星系的动力学质量（log（M_star）> 10.0）在z=2.0-3.0之间的固定恒星质量下增加~0.1 dex，以及（ii）对于z < 3.5的大质量星系，动力学质量增长伴随着离地恒星质量分数（从其他星系吸积的恒星）的快速上升。我们推测，离地恒星质量对大质量星系的总恒星质量增长的贡献不断增加，这使得z~2.0的大质量星系与z > 3的类似恒星质量的星系相比，具有更高的积分速度色散和不断上升的SFH。
2020-03-03 astro-ph.GA
The origin of the $α$-enhancement of massive galaxies
我们研究的恒星$α$ -元素，铁丰度比，$[α/\mathrm{Fe}]_{\ast}$，现今的中央星系的起源，使用宇宙学，流体动力学模拟的演化和组装的银河系及其环境（EAGLE）项目。对于恒星质量为$M_{\ast} > 10^{10.5}$ M $_{\odot}$的星系，$[α/\mathrm{Fe}]_{\ast}$随着星系恒星质量和年龄的增加而增加。这些趋势与早期星系的观测结果非常一致，并且与“缩小”星系形成的假设相一致：质量较大的星系形成其大部分恒星的时间更早，速度更快，因此星际介质主要是由大质量恒星富集的$α$。然而，在没有活动星系核（AGN）反馈的情况下，$M_{\ast} > 10^{10.5}$ M $_{\odot}$星系中的$[α/\mathrm{Fe}]_{\ast}$随恒星质量变化大致不变，随平均恒星年龄变化而减小，这扩展了在有和没有活动星系核的模拟中发现的低质量星系的趋势。我们的结论是活动星系核反馈可以解释大质量星系的$α$增强，因为它抑制了它们的恒星形成，在早期淬灭了更大质量的星系，从而阻止了来自寿命更长的中等质量恒星（Ia型超新星）的铁被纳入年轻恒星。
2016-06-07 astro-ph.GA
The unification of powerful quasars and radio galaxies and their relation to other massive galaxies
强大射电星系和射电强声类星体的统一模型假设这些物体本质上是相同的，但从不同的角度来看。Herschel空间天文台的数据允许在远红外光谱窗口中对该模型进行评估。我们分析了斯皮策和赫歇尔对遥远的3CR主机的测光，发现射电星系和类星体具有不同的中红外，但无法区分的远红外颜色。这两个属性，前者是方向相关的，后者的方向不变，是符合期望的统一模型。在分析中加入强大的无线电安静活动星系和典型的大质量恒星形成星系，我们证明了红外颜色不仅提供了方向指示器，而且还可以区分活动星系和恒星形成星系。
2015-05-13 astro-ph.GA
The formation of compact massive relic galaxies in MOND
本研究在MOND（米尔格罗姆动力学）框架下，通过分析孤立非自转大爆炸后气体云的坍缩动力学，揭示了无需暗物质即可自然形成致密大质量遗迹星系的机制，为星系形成与引力动力学的关联提供新视角。
2024-01-31 astro-ph.GA
Evidence for Non-smooth Quenching in Massive Galaxies at $z\sim1$
我们调查了一个大样本的大质量星系在$z\sim1$结合$HST$宽带和棱镜观测，以约束这些系统的恒星形成的历史，因为它们从恒星形成状态过渡到平静。在我们在$0.7<z<1.2$的大质量$(M_*>10^{10}~{\rm M_\odot})$星系样本中，尘埃校正的H $α$和UV恒星形成指标与主序上星系的小色散（$\sim0.2$ ~dex）一致，但一旦它们显著下降到恒星形成主序以下，就会发散并表现出大量的散射（$\sim0.7$ ~dex）。显着的H $α$发射存在于低尘埃校正的UV SFR值的星系，以及作为静态使用$UVJ$图分类的星系。我们比较观察到的H $α$通量分布的预期分布假设突发或顺利的恒星形成的历史，并发现在$z\sim1$的大质量星系是最符合快速，突发淬火过程。这表明，机制，如反馈，随机气体流动，和小合并继续诱导低级别爆发恒星形成的大质量星系在中等红移，即使他们淬火。
2019-10-30 astro-ph.GA
Reconstructing the Assembly of Massive Galaxies. II. Galaxies Develop Massive and Dense Stellar Cores as They Evolve and Head Toward Quiescence at Cosmic Noon
利用SED-Fitting程序Prospector重建了大质量（$\log M_*>10.3$）恒星形成星系（SFG）和静止星系（QG）在红移$z_{\rm{obs}}\sim2$处的非参数恒星形成历史（SFH），以研究恒星形成活动和结构性质的联合演化.我们发现显着的相关性之间的SFH的星系和它们的形态。与扩展型SFG相比，紧凑型SFG更有可能经历多个恒星形成事件，在较老的（$\ge1$ Gyr）事件中形成的质量分数更大，这表明高红移SFG更早地组装了它们的中心区域，然后随着它们变得更加紧凑而保持中心质量的增长。紧凑型QG的SFH与这一类别的平均值没有显着差异，并显示出早期的爆发，随后是恒星形成率的逐渐下降。扩展QG的SFH，然而，是类似的后星暴星系和他们的形态也经常受到干扰。SFH的知识也使我们能够凭经验重建个别星系的结构演化。虽然在我们的分析中清楚地观察到并解释了祖细胞效应，但仅凭它不足以解释所观察到的结构演变。我们表明，当它们从恒星形成阶段演化到静止阶段时，星系会生长出巨大而致密的恒星核心。淬火从中心开始，然后向外传播到结构的其余部分。我们讨论了可能的物理场景所观察到的演变，并发现我们的经验约束是在良好的定量协议的模型预测从耗散吸积气体的中心，然后由大规模的星爆最后的平静（湿压实）。
2022-11-21 astro-ph.GA
Early Quenching of Massive Protocluster Galaxies Around z=2.2 Radio Galaxies
射电星系是高红移宇宙中质量最大的星系之一，通常位于原星系团环境中。为了利用Halpha辐射源（HAE）绘制出7个z = 2.2的射电星系的环境，我们利用HAWK-I窄带和宽带成像研究了它们的场。将结果与空白字段HAE调查HiZELS进行比较。相对于相同面积的典型HiZELS场，所有的射电星系场在HAE中都过密，七个中的四个比65个基本上随机的HiZELS子场中的一个更丰富。大质量HAE的恒星形成率低于在前一个Gyr中形成其恒星星族所需的恒星形成率，这表明这些星系可能在更高的红移下形成了大部分恒星，并开始淬灭。
2016-06-23 astro-ph.GA
The origin of kinematically distinct cores and misaligned gas discs in galaxies from cosmological simulations
积分场光谱测量提供空间分辨的气体和星系的恒星运动学。他们揭示了一系列非典型的运动学现象，需要详细的模型来理解。我们目前的结果从宇宙学模拟，包括恒星和活动星系核反馈。我们发现，星系的气体和恒星角动量之间的角度分布不受投影效应的影响。我们研究了五个星系（$\approx 6$ %的分辨率良好的星系），显示非典型的运动学，两个星系有不同的核心（KDC），而其他三个有反向旋转的气体和恒星。这五颗恒星都形成了场中的大部分恒星，随后落入宇宙学的细丝中，恒星角动量和大量气体流的相对取向导致形成了一个反向旋转的气体盘。吸积气体与先前存在的同向旋转气体交换角动量，使其落入星系中心。这触发了低水平的活动星系核反馈，从而减少了恒星的形成。后来，其中两个星系经历了一次较小的合并（恒星质量比$\sim1/10$），与主星系的恒星成分的自旋相比，它与一个逆行轨道上的星系合并。这产生了KDC，并且是一种不同于其他作品所建议的机制。小合并在星系运动学演化中的作用在过去可能被低估了，为了更好地理解这一领域，需要进行大规模的高分辨率宇宙学模拟。
2018-05-31 astro-ph.GA
Disky elliptical galaxies and the allegedly over-massive black hole in the compact massive `ES' galaxy NGC 1271
虽然螺旋星系和透镜星系具有延伸到其凸起之外的大尺度盘，并且大多数10^{10} < M_*/M_Sun <2x 10 ^{11}的本地早型星系都包含盘（例如，ATLAS ^[3D]），早型星系确实具有一系列的盘大小。在“碟状椭圆”星系NGC 1271中，边缘朝上的“中等尺度”盘导致了一些关于它的球状分量是什么的不确定性。沃尔什等人报告了一个直接测量到的质量为3 × 10^9太阳质量的黑洞，他们认为这个质量比他们根据主球体光度的推导所预期的要大一个数量级。我们的近红外图像分析支持一个小的嵌入盘在一个巨大的球状组件与M_{sph,*} =（0.9+/-0.2 x10 ^{11} M_Sun（使用M_*/L_H = 1.4从沃尔什等人）。这使得NGC 1271比早型星系的近线性M_bh- M_{sph,*}关系高出1.6 σ。因此，过去的猜测，可能有一个系统的差异，在黑洞的比例关系之间的紧凑的大质量的早期型星系与中等规模的磁盘，即ES星系，如NGC 1271，和早期型星系没有实质性的磁盘（E）或大规模的磁盘（S 0）是没有强烈的支持NGC 1271。我们还（i）显示ES星系如何自然地适合在（“bulge”对总数）─（形态类型）图，同时注意到最近对哈勃-金斯音叉图的修订的复杂性，（ii）如果不正确地建模为S 0星系，则对其他ES星系中超大质量黑洞的主张持谨慎态度，和（iii）揭示了NGC …
2016-09-13 astro-ph.GA
Massive and old quiescent galaxies at high redshift
高红移的大质量静止星系可以揭示早期星系质量聚集和恒星形成猝灭的过程。我们提出了一个跨帧的颜色-颜色图，旨在确定候选的静止星系从z=2.5到最高的红移，然后可以选择光谱的后续观测。COSMOS 2015星表的应用表明，在改进SED拟合的选择后，大质量老静止星系的数量超过了最先进的半解析模型的预测，指出需要改进在高红移时实施的猝灭机制。
2019-10-23 astro-ph.GA
Magnetic field amplification in cosmological zoom simulations from dwarf galaxies to galaxy groups
本文利用Auriga模型对矮星系到星系群质量范围的盘星系进行宇宙学放大模拟，发现磁场放大在高分辨率下达到收敛，且大质量晕中磁场与湍流能量达到平衡，小质量晕中饱和值偏低，为研究宇宙射线等依赖磁场的物理过程奠定基础。
2024-01-09 astro-ph.GA
Ram pressure stripping of HI-rich galaxies infalling into massive clusters
本文估计了X射线探测星系团中富HI星系的冲压压力剥离强度。我们发现，在较强的RPS下的星系往往表现出更显着减少总HI质量和增强中央SFR相比，在该领域的控制星系具有类似的恒星质量，恒星表面密度和积分恒星形成率。在强或弱RPS下的Galerkin约占R200处HI丰富人口的40%，甚至在最大规模的集群中超过R200。我们的研究结果表明，RPS作为一个通道的环境处理远之前，星系到达星系团的核心区域的重要作用。
2020-09-17 astro-ph.GA
Compact E+A Galaxies as a Progenitor of Massive Compact Quiescent Galaxies at 0.2<z< 0.8
我们搜索斯隆数字巡天和重子振荡巡天，以确定约5500个大质量致密静止星系候选者在0.2<z<0.8。我们强大的分类子样本的438 E+A星系的光谱特性的基础上，使这个目录公开。我们研究了样品中星系的大小、恒星星族年龄和运动学，并表明致密E+A星系的物理性质表明它们是大质量致密静止星系的祖先。因此，两类物体-紧凑的E+A和紧凑的静止星系-可能是由一个共同的形成情景。致密E+A星系的典型恒星星族年龄<1 Gyr。在0.2<z<0.8的位置存在着年轻恒星星族的致密E+A星系，这意味着一些致密的静止星系首先出现在中等红移的位置。我们导出了紧致E+A星系数密度的一个下限。假设被动演化，我们将这个数密度转换为0.2<z<0.8的新致密静止星系的出现率。可能出现在z<0.8的致密静止星系的数密度下限与这些中等红移的致密静止星系的总数密度下限相当。因此，相当一部分z<0.8的致密静止星系可能来自中等红移的致密E+A星系。
2016-08-23 astro-ph.GA
Climbing to the top of the galactic mass ladder: evidence for frequent prolate-like rotation among the most massive galaxies
本文给出了用MUSE观测的25个稠密环境中的大质量早型星系的恒星速度图。星系团的亮度大于M_K=-25.7等，位于沙普利超星系团的核心，或者是比室女星系团更丰富的星系团中最亮的星系。因此，我们的目标是质量大于10^12 Msun、大于10 kpc（半光半径）的星系。速度图显示了各种各样的运动学特征：扁圆状的规则旋转，运动学上不同的核心和各种类型的非规则旋转。运动学失准角表明，大质量星系可以分为两类：那些具有很小或可忽略的失准角，以及那些与90度一致的失准角。后一个星系群中的星系，包括我们星系的一半，具有类似长轴的旋转（围绕长轴旋转）。在最明亮的星系团中，类长轴旋转的发生率为50%，而在沙普利超级星系团（主要是卫星）内的有限星等子样本中，35%的星系显示出类长轴旋转。将我们的星系的质量尺寸图，我们表明，他们都落在一个分支上延伸几乎一个数量级的质量和5倍的大小从大规模的结束早期型星系，以前被认为是与主要的耗散少合并。根据目前的数值模拟，具有复杂运动学的星系，特别是长轴状旋转体的星系的存在表明，最大质量的星系主要是通过耗散较少的等质量合并而增长的。
2018-04-20 astro-ph.GA
ZFIRE: The Beginning of the End for Massive Galaxies at z ~ 2 and Why Environment Matters
我们使用ZFIRE和ZFOURGE观测的光谱能量分布（SED）拟合工具勘探重建恒星形成历史（SFHS）的原星系团和场星系在$z\sim 2 $和比较我们的结果TNG 100运行的IllustrisTNG宇宙学模拟套件。在观测中，我们发现，大质量原星系团星系（$\log[{\rm M}_{\ast}/{\rm M}_{\odot}]>$ 10.5）形成$45 \pm 8 \%$的总恒星质量在宇宙的第一个$2$陀螺相比，$31 \pm 2 \%$形成的场星系。在观测和模拟中，大质量的原星系团星系有一个平坦的/下降的SFH与减少的红移相比，在他们的领域同行的SFH上升。使用IllustrisTNG，我们发现，大质量星系（$\log[{\rm M}_{\ast}/{\rm M}_{\odot}] \geq 10.5$）在这两种环境中的平均$\approx190$万年比低质量星系（$\log[{\rm M}_{\ast}/{\rm M}_{\odot}]= 9-9.5$）。然而，当考虑到恒星质量（$\log[{\rm M}_{\ast}/{\rm M}_{\odot}] \geq 9$）的整个范围时，星系团和场星系的平均恒星年龄的差异是最小的。我们探讨合并在驱动的SFH在IllustrisTNG的作用，发现大规模的星系团星系一贯经历合并与低气体分数相比，其他星系1陀螺仪从大爆炸后。我们假设，…
2021-06-21 astro-ph.GA
Spatially resolved stellar mass buildup and quenching in massive disk galaxies over the last 10 Gyr revealed with spatially resolved SED fitting
尽管在过去的10 Gyr宇宙恒星形成率密度下降，但星系中的恒星质量（$M_{*}$）在这一时期仍在增加。目前宇宙中大约50%的$M_{*}$密度是建立在最后一个$\sim 8.7$ Gyr之上的。在这项研究中，我们调查了过去10 Gyr的大质量盘星系内空间分辨区域的恒星质量积累和淬火。本文将光谱能量分布拟合方法应用于星系亚银道区的光谱能量分布，得到了SFR和$M_{*}$在星系中的空间分辨分布。将这种方法即\textit{pixel-to-pixel SED fitting}方法应用于大质量盘星系的$0.01<z<0.02$和$0.8<z<1.8$。我们发现，大质量盘星系倾向于建立自己的$M_{*}$和淬火的恒星形成逐渐从中心区域到外围，即\textit{inside-out}恒星质量积累和淬火。
2019-02-20 astro-ph.GA
Local galaxies with compact cores as the possible descendants of massive compact quiescent galaxies at high redshift
为了验证高$z$致密静止星系（cQG）作为局域致密核存在于不同形态类的局域大质量星系中的可能演化情景，我们通过对局域致密核的光谱分析研究了其恒星形成历史.我们从SDSS DR 7光谱星表中选取了182个具有致密核的大质量星系（${M}_{*,{\rm core}} > 10^{10.6} {\rm M}_\odot$），在$0.02 \leq z \leq 0.06$建立了一个样本。利用STARLIGHT软件包分析中值叠加谱，计算恒星年龄和金属丰度。我们的主要结果表明，局域致密核的平均年龄约为$12.1\pm0.6$ Gyr，表明它们在$z > 3$早期形成，这与$1<z<3$上cQG的形成红移一致.结合以往的研究，我们的结果，即局域致密核与高$z$ cQG具有相似的形成红移，支持具有致密核的局域大质量星系可能是cQG的后代。对具有致密核心的局域星系的形态学研究表明，高$z$ cQG可能存在多种演化路径：大部分（$> 80\%$）通过干小合并演化为局域大质量ETG，而部分（$\sim 15\%$）通过晚期气体吸积和维持恒星形成，形成实质性的恒星/气体盘，最终成长为旋涡星系.
2020-02-01 astro-ph.GA
Massive disk galaxies with high surface brightness plus low surface brightness stellar disks, hosted by massive dark matter halo -- a TNG50 simulation study
Tata Institute of Fundamental Research（塔塔基础研究所）；Inter-University Centre for Astronomy and Astrophysics（大学间天体物理中心）
研究通过TNG50模拟发现，大质量盘状星系由大质量暗物质晕宿主，具有高表面亮度和低表面亮度盘结构，验证了宇宙学模拟形成此类星系的能力。
2026-02-10 astro-ph.GA
The MASSIVE Survey - I. A Volume-Limited Integral-Field Spectroscopic Study of the Most Massive Early-Type Galaxies within 108 Mpc
大质量的早期型星系代表了宇宙历史上最早的主要恒星形成时期的现代遗迹。这些星系是我们理解宇宙结构、恒星星族和超大质量黑洞演化的核心，但它们复杂的形成历史的细节仍然不确定。为了解决这种情况，我们已经启动了MASSIVE调查，这是一个体积有限的，多波长的，积分场光谱（IFS）和测光调查的结构和动力学的~100个最大的早期类型星系的距离为108 Mpc。这一巡天探测了一个恒星质量范围M* > 10^{11.5} Msun，以及迄今为止尚未系统研究过的各种星系环境。我们的宽场IFS数据覆盖了单个星系的两个有效半径，对于其中的一个子集，我们正在利用自适应光学获得亚弧秒尺度的IFS观测。我们还正在获取深度K波段成像，以追踪星系的扩展晕并测量准确的总星等。结合数据的动力学轨道模型将使我们能够同时确定恒星，黑洞和暗物质晕质量。该项目的主要目标是在高质量下约束黑洞的标度关系，系统地研究恒星的初始质量函数和大质量星系中暗物质的分布，并通过恒星星族和运动学梯度探测椭圆星系的晚期组装。在本文中，我们描述了大规模的样本选择，讨论了所选星系的独特的人口统计学和结构和环境特性，并概述了我们的基本观测计划，科学目标和早期调查结果。
2014-10-13 astro-ph.GA
The Environment of Massive Quiescent Compact Galaxies at $0.1<z<0.4$ in the COSMOS Field
我们利用安装在6.5米MMT上的Hectospec对COSMOS场中的红色（$r-i>0.2$，$g-r>0.8$，$r<21.3$）星系进行了红移巡天，测量了中等红移的大质量致密静止星系的环境。$>90\%$完整的星等限制巡天包括1766个红星系的红移，其中$r < 20.8$覆盖了视场的中心平方度;本样本中的$65\%$是新的。我们根据静止帧$UVJ$颜色选择一个完整的幅度限制静态样本。当密度分布采样的规模为2百万秒差距大规模的紧凑星系栖息系统密度比父静止星系人口的地区。与致密星系具有相同恒星质量的非致密静止星系，其环境分布相似。因此，静态致密体的大规模性质解释了环境依赖性，并且似乎是其历史的基础。
2015-10-29 astro-ph.GA
Initial Mass Function for Massive Galaxies at z$\sim$1
本文给出了68个大质量（$M_\ast=10^{11}-10^{12}$ $M_\odot$）早型星系（ETGs）在红移为$\sim$ 1时的恒星初始质量函数（IMF）归一化结果。这是通过轴对称动力学模型推导出星系的恒星质光比（M/L），并将其与通过全光谱拟合的恒星星族模型推导出的相同值进行比较来实现的。这项研究还采用了一种Abstract Matching技术来解释星系内的暗物质。结果表明，在高红移的大质量ETG平均具有Salpeter样的IMF归一化，同时提供观测证据支持以前的预测低暗物质分数在内部区域（$\lesssim$ 1 R $_{\rm e}$）的星系在高红移。
2014-10-16 astro-ph.GA
Major Mergers Mean Major Offset: Drivers of Intrinsic Scatter in The $M_{GCS}-M_h$ Scaling Relation for Massive Elliptical Galaxies
本研究测定了27个极超大质量椭圆星系的球状星团系统质量，发现大质量星系偏离GCS-晕质量关系与其GCS密度剖面陡峭程度呈负相关，主要由红色GC群体驱动，并指出少数重大并合是内禀散差的主要驱动因素。
2025-05-30 astro-ph.GA
Galaxies lacking dark matter produced by close encounters in a cosmological simulation
标准的冷暗物质加宇宙学常数模型预测星系形成于暗物质晕中，并且低质量星系比大质量星系更受暗物质支配。两个缺乏暗物质的低质量星系的意外发现立即引发了对标准宇宙学的担忧，并引发了对替代方案的探索，包括自相互作用暗物质和修正引力。Approximation增长后，几个宇宙学模拟使用传统的模型未能形成足够的数值模拟与可比的内部特征（恒星质量，大小，速度色散和形态）。在这里，我们表明，标准的范式自然产生的星系缺乏暗物质的内部特征与观测一致。使用最先进的宇宙学模拟和细致的星系识别技术，我们发现与大质量邻居的极端近距离接触可能是造成这一点的原因。我们预测，大约30%的大质量中央星系（恒星质量至少为1 e11）至少有一颗暗物质缺乏的卫星（恒星质量为1 e8 - 1 e9）。这类独特的星系为我们理解相互作用在塑造星系特性中的作用提供了额外的一层。未来对上述星系的观测将对这一设想进行重要的检验。
2022-02-11 astro-ph.GA
Effects of Cosmological Constant on Clustering of Galaxies
本文分析了宇宙膨胀对星系成团的影响。考虑到宇宙学常数的影响，我们计算了膨胀宇宙中星系相互作用系统的位形积分。利用这种位形积分，得到了引力配分函数。热力学量，具体地说，亥姆霍兹自由能，熵，内能，压力和化学势也推导出该系统。据观察，它们依赖于修改后的集群参数，该系统的星系。同时也证明了由于宇宙学常数的存在，这些物理量得到了修正。
2016-10-17 astro-ph.GA gr-qc
Quiescent Compact Galaxies at Intermediate Redshift in the COSMOS Field II. The Fundamental Plane of Massive Galaxies
我们研究了宇宙场中中等红移静止星系的表面亮度、速度色散和基本面$-$大小之间的关系。COSMOS样本由平均速度色散为$σ\sim 250$ km s $^{-1}$的$\sim150$大质量静止星系组成，红移在$0.2<z<0.8$之间。样本中超过一半的星系是紧凑的。COSMOS星系的表面亮度、速度色散和大小之间存在紧密的关系（$\sim0.1$ dex散射）。在速度色散和大小的固定组合下，COSMOS星系比本地宇宙中的星系更亮。这些表面亮度偏移与静止坐标系的$g-z$颜色和$D_n4000$指数相关;蓝色星系和那些具有较小$D_n4000$指数的星系具有较大的偏移。星族合成模型表明，大质量的宇宙星系比本地宇宙中同样大质量的静止星系更年轻，因此更明亮。被动演化单独带来了巨大的紧凑的静止宇宙星系的本地基本平面在$z = 0$。因此，大质量致密静止星系自$z\sim1$以来的尺寸或速度色散演化受到在基本面观测到的小散射的限制。我们的结论是，在$z\lesssim1$的大规模紧凑的静止星系是不是一个特殊的一类对象，而是正常的静止星系人口的质量和大小分布的尾巴。
2015-03-27 astro-ph.CO astro-ph.GA
A dominant population of optically invisible massive galaxies in the early Universe
我们目前对宇宙恒星形成历史的了解，在最初的20亿年（对应于红移z >3），主要是基于静止坐标系紫外光中识别的星系。然而，这个星系群被认为是最大质量的星系，它们有丰富的尘埃含量和/或古老的恒星星族。这就提出了大质量星系的真实丰度和早期宇宙中恒星形成率密度的问题。虽然有几个在紫外线下看不见的大质量星系最近在早期被证实，但它们中的大多数都是极端的恒星爆发，恒星形成速率超过每年1000个太阳质量，这表明它们不太可能代表大质量星系的大部分人口。在这里，我们报告了39个z > 3的大质量恒星形成星系的亚毫米（波长870 um）探测，这些星系在从最深的紫外线到近红外线的光谱区域中是不可见的。这些星系的空间密度约为每立方百万秒差距$2 \times 10^{-5}$（比极端的星爆高两个数量级），恒星形成速率为每年200个太阳质量，代表了以前的调查中错过的大质量星系的大部分人口。它们贡献的总恒星形成率密度比z >3的同等质量的紫外线亮星系大10倍。它们居住在红移最大的暗物质晕中，可能是当今大质量星系群和星系团中最大星系的祖先。在早期宇宙中如此高丰度的大质量和尘埃星系挑战了我们对大质量星系形成的理解。
2019-08-06 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
Stellar archeology: a cosmological view of dwarf galaxies
在全球宇宙学背景下，通过跟踪银河系及其矮卫星星系的演化，研究了矮球状星系的起源。这种方法能够研究dSphs在其适当的出生环境中的形成，并重建它们自己的合并历史。该图像同时解释了几个dSPh和银河系的性质，包括贫金属恒星的金属丰度分布函数。观察到的功能解释在高红移的物理过程。
2012-04-09 astro-ph.CO astro-ph.GA
What has quenched the massive spiral galaxies?
淬火的大质量螺旋星系最近引起了人们的极大关注，因为有更多的数据可以限制它们的环境和冷气体含量。然而，猝灭机制仍然不确定，因为它取决于星系的质量范围和重子预算。在这封信中，我们报告了从斯隆数字巡天在红移$z\sim0.1$上发现的一个罕见的大质量淬灭螺旋星系群，它们的恒星质量为$\gtrsim10^{11}{\rm~M_\odot}$，晕质量为$\gtrsim10^{13}{\rm~M_\odot}$。我们使用IRAM-30 m望远镜进行的CO观测表明，这些星系只含有少量的分子气体。在最先进的半解析模型和流体动力学模拟中也可以看到类似的星系。从这些理论模型中发现，这些淬灭的螺旋星系中含有大质量的黑洞，这表明来自中央黑洞的反馈已经淬灭了这些螺旋星系。这种熄灭机制似乎挑战了大质量黑洞和大质量凸起之间共同进化的流行场景。
2020-05-22 astro-ph.CO astro-ph.GA
The relation between black hole spin and star formation in massive star-forming galaxies
本研究利用大样本发现黑洞自转与大质量恒星形成星系的恒星形成活动显著相关，且早型与晚型星系中的调节机制可能相似。
2025-03-03 astro-ph.GA astro-ph.HE
The size and mass evolution of the massive galaxies over cosmic time
一旦被理解为被动演化物体的范例，大质量星系在过去100亿年中经历了巨大的结构演化的发现开辟了一条积极的研究路线。在这个领域最重要的悬而未决的问题是：是什么机制使星系在不显著改变它们的恒星星族性质的情况下大幅度增长？最可行的解释是，大质量星系经历了大量的小合并，这些合并将大部分物质沉积在大质量星系的外部区域。这种情况虽然很吸引人，但还远未被观测证实，因为围绕着大质量天体的卫星星系的数量在所有红移上都显得不足。附近存在着大量具有混合恒星性质的致密星系群，这是另一个仍然不能很好地纳入综合方案的难题。我将在这篇文章中回顾这些和其他大质量星系的有趣特性。
2012-11-15 astro-ph.CO astro-ph.GA
Accelerated Structure Formation: the Early Emergence of Massive Galaxies and Clusters of Galaxies
本文探讨早期宇宙中大质量星系和星系团过早形成对ΛCDM范式的挑战，指出MOND能更自然地预言重子的快速聚集，并讨论其关于星系团早期出现和早期再电离的进一步预言。
2024-10-02 astro-ph.CO astro-ph.GA
Baryonic solutions and challenges for cosmological models of dwarf galaxies
星系和它们的暗物质晕对暗能量加冷暗物质（LCDM）宇宙学模型提出了几个挑战。观测和理论之间的这些差异在质量最低的（“矮”）星系中加剧。LCDM对低质量暗物质晕的数量、空间分布和内部结构的预测在历史上一直与观测到的矮星系不一致，但这是部分预期的，因为许多预测只模拟了暗物质成分。任何强有力的LCDM预测都必须包括一个星系形成的模型，以了解重子物质如何填充和影响暗物质晕。在这篇文章中，我们回顾了LCDM关于矮星系的最显着的挑战，我们讨论了最近的宇宙学数值模拟如何精确定位重子解决方案，这些挑战。我们确定剩余的紧张局势，包括内部暗物质含量的多样性，卫星，恒星形态，和恒星形成淬火的飞机。它们的解决方案，或作为LCDM的实际问题的验证，可能需要改进星系形成模型和提高模拟中的数值精度。
2022-06-10 astro-ph.CO astro-ph.GA
The Three Hundred: The existence of massive dark matter-deficient satellite galaxies in cosmological simulations
基于324个星系团的流体模拟，发现缺乏暗物质的大质量卫星星系是多次近心点潮汐剥离暗物质的自然产物，无需奇异形成机制。
2024-09-16 astro-ph.CO astro-ph.GA
Dust emission from the first massive galaxies
我们比较观测到的远红外（FIR）星系光谱能量分布（SED）在$z\sim6$和理论预测的第一个大规模人口II（Pop II）星系。在$z\gtrsim5$观测到的远红外线SED较宽，与$z\sim3$观测到的星系相比，波长更蓝。通过实施一个分析模型的尘埃排放从波普II大规模星系，我们能够再现所观察到的行为的高能量密度和富含硅酸盐的尘埃组成的高$z$模型星系的结果。正如在以前的工作中所指出的，在解释FIR光度测量时，应考虑在$z \sim 6$星系SEDs的非黑体性质，以避免低估恒星形成率。
2020-01-13 astro-ph.CO astro-ph.GA
X-ray Halos around Massive Galaxies: Data and Theory
本文综述了对邻近大质量星系周围高温气态X射线晕的现有观测与理论理解，并探讨了未来仪器的观测前景，强调了X射线晕在星系演化研究中的重要性。
2022-06-23 astro-ph.GA astro-ph.HE
IAUS295 -- The Intriguing Life of Massive Galaxies: Introducing the Final Discussion
本文简要介绍了2012年8月27日至31日在北京举行的国际天文学联合会第295次学术研讨会“大质量星系的奇妙生命”的闭幕讨论。讨论仅集中在4个热点问题上，即1）被动演化星系的尺度红移演化，2）比恒星形成速率随红移的演化，3）星系中恒星形成的猝灭和干合并，4）IMF。
2012-10-20 astro-ph.CO astro-ph.GA
The cosmological star formation history from the Local Cosmological Volume of galaxies and constraints on the matter homogeneity
本研究通过重构局域宇宙学体积内星系的恒星形成历史，发现其与Lilly-Madau图的全局恒星形成率密度演化存在显著差异，暗示该图峰值可能是大尺度物质不均匀性的印记。
2023-07-19 astro-ph.CO astro-ph.GA
