The limited role of galaxy mergers in driving stellar mass growth over cosmic time
一个尚未解决的关键问题是星系合并在推动恒星质量在宇宙时间内增长中所起的作用。最近的观测工作暗示,“主要”合并(质量比$\gtrsim$ 1:4)对宇宙恒星质量增长的总体贡献可能很小,因为它们在高红移时增加了相对较小的恒星形成率,而今天的大部分恒星质量都是在高红移时聚集的。然而,今天的数据集的异质性和相对较小的尺寸,再加上难以识别真正的合并,使得$\textit{empirically}$量化合并对恒星质量增长的贡献具有挑战性。在这里,我们使用地平线活动星系核,宇宙流体动力学模拟,全面量化的贡献合并的恒星形成预算在宇宙的寿命。我们证明:(1)大合并和小合并都使恒星形成的数量增加到相似的程度,(2)在所有红移下,直接归因于合并的恒星形成比例都很小(例如,在z $\sim$ 3和z $\sim$ 1处,分别为$\sim$ 35和$\sim$ 20%),(3)在宇宙时间内,只有$\sim$ 25%的今天恒星质量直接归因于星系合并。我们的研究结果表明,平滑的吸积,而不是合并,是宇宙一生中恒星质量增长的主要驱动力。
2017-08-30 astro-ph.GA
Remnants of recent mergers in nearby early-type galaxies and their classification
我们从公开的SDSS Stripe82深空影像($μ_r \sim 28.5$等角秒$^{-2}$)中,在局域宇宙中的202个早期型星系样本中寻找最近星系紧密相互作用和合并的特征。使用两种不同的方法,以消除星系的平滑和对称的光分布,我们确定和表征11个不同类型的合并残留嵌入在这些早期类型的星系的漫射光。我们讨论了合并残余物的形态可以导致不同种类的次要和主要合并,并估计早期型星系在本地宇宙中的比例与最近的主要(27%)和次要(57%)合并的证据。推导出的合并分数高于以前的几次调查。在残余物中,我们发现壳是与早期型星系相关的主要合并碎片(54%),主要和次要合并产生,主要合并的特征是显着的(壳宿主星系的24%)。最不常见的合并相关的结构是恒星分布的方形等照度线和星系核心附近的磁盘碎片的存在。我们开发了一个分类方案,这些精细结构,可用于推断其可能的成因历史。分类主要是基于合并星系的质量比。这项工作,结合数值模拟的预测,表明大多数(如果不是全部)早期类型的星系在本地宇宙中不断演变的结果(小)合并活动。
2023-02-09 astro-ph.GA
Mass and star formation rate of the host galaxies of compact binary mergers across cosmic time
我们调查的紧凑的双合并跨宇宙时间的宿主星系的属性,人口合成模拟结合从EAGLE套件的星系星表。我们分析了从红移0到红移6的中子星双星、黑洞-中子星双星和黑洞双星的合并率。在这里考虑的任何红移下,每个星系的双星合并率与宿主星系的恒星质量密切相关。BNS的这种相关性明显比BHNS和BBH的相关性更陡。此外,我们发现每个星系的合并率也依赖于宿主星系的恒星形成率和金属丰度。我们推导出一个稳健的拟合公式,该公式将每个星系的合并率与星系的恒星形成率、恒星质量和金属丰度在不同的红移。主星系的典型质量随着红移的减小而显著增加,这是致密双星的延迟时间分布和星系的宇宙组装之间相互作用的结果。最后,我们研究了合并率密度随红移的演化。在低红移($z\leq{}0.1$)时,早型星系对合并速率密度的贡献大于晚型星系。这种趋势在$z\ge{}1$中逆转。
2019-10-10 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
High-Redshift Merger Model for Low-Frequency Gravitational Wave Background
针对PTA探测到的GWB强度异常,提出纳入早期大质量高红移星系的“早期并合”模型,预测首个可探测单源有约30%概率为高红移大质量快速演化双星,为星系与SMBH演化提供新见解。
2024-08-03 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
The cosmic merger rate of stellar black hole binaries from the Illustris simulation
黑洞双星的宇宙合并率密度可以为我们提供一个重要的线索,以限制BHB的形成渠道,根据目前和即将到来的引力波的检测。采用Monte Carlo方法,将新的BHB粒子数合成模型与Illustris宇宙学模拟相结合,研究BHB合并的宇宙历史。我们探讨六个人口合成模型,不同的处方超新星,共同的信封,和出生踢。在大多数模型中,宇宙BHB合并率与宇宙恒星形成率遵循相同的趋势。宇宙BHB合并率的正常化在很大程度上取决于共同包络的处理和出生踢的分布。我们发现,大多数BHB合并在LIGO的仪器视界来自相对贫金属的祖先(<0.2 Zsun)。合并BHB的总质量跨越了很大的范围,从~6到~82 Msun。在我们的基准模型中,与GW 150914、GW 151226和GW 170104一致的合并BHB分别占LIGO视界内合并的所有BHB的6%、3%和12%。重系统,如GW 150914,来自贫金属祖细胞(<0.15 Zsun)。大多数在本地宇宙中合并的类GW 150914系统似乎是在高红移时形成的,具有很长的延迟时间。相比之下,类似GW 151226的系统在整个宇宙历史中形成并融合,来自具有广泛金属丰度的祖先。未来的探测将是至关重要的,以限制共同的信封,对出生踢,并对BHB质量功能。
2017-08-18 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
The Impact of High-Mass Clusters on the Binary Black Hole Merger Rate over Cosmic Time
University of North Carolina at Chapel Hill(北卡罗来纳大学教堂山分校);University of California, San Diego(加州大学圣地亚哥分校);Northwestern University(西北大学);Center for Interdisciplinary Exploration & Research in Astrophysics (CIERA)(天体物理学跨学科探索与研究中心)
本研究用CMC模型计算致密星团的双黑洞并合率,发现本地星团双黑洞并合率以低质量并合为主,大质量星团的层级并合贡献受初始质量函数截断抑制,且Schechter质量M_S的取值会影响层级并合比例。
2026-10-16 astro-ph.GA astro-ph.HE
Host galaxies and electromagnetic counterparts to binary neutron star mergers across the cosmic time: Detectability of GW170817-like events
伴随着引力波信号的电磁辐射(EM)的探测发现,从双星中子星(BNS)合并GW 170817,这些系统构成的短伽马射线暴(SGRB)的祖先至少有一小部分。随着引力波探测器不断推进其探测范围,重要的是评估耦合GW/EM概率,以及如何最大限度地提高观测前景。本文利用MOBSE程序对BNS演化进行了总体合成计算,并在Illustris TNG 50模拟的三个代表性红移(z= 0.01,0.1,1)处对星系中的双星进行了种子计算。双星的演变和它们的位置在宿主星系的潜力数字跟踪,直到合并。以GRB 170817 A的天体物理参数为原型,数值计算了BNS合并喷流的宽带光变曲线,其余辉亮度取决于合并点的局部介质密度.我们进行蒙特卡罗模拟的结果EM人口假设一个随机的视角相对于射流,或射流对准的轨道角动量的二进制,偏置的视角概率为GW触发的事件。我们发现,约70-80%的BNS从z=0.01应该是可检测的伽马射线。GW-triggered BNS合并的余辉检测概率在~0.3- 0.7%之间变化,与BNS角动量对齐的喷流的值更高,并且在高能量和低能量带之间具有可比性,不像伽马射线触发的事件(宇宙学SGRB)在更高的能量下显着更亮。我们进一步量化观测偏差相对于宿主星系质量。
2021-12-09 astro-ph.GA astro-ph.HE
Major mergers are not significant drivers of star formation or morphological transformation around the epoch of peak cosmic star formation
我们调查的主要合并(质量比$>1:5$)的贡献,恒星质量增长和形态转变周围的宇宙恒星形成的高峰期($z\sim2$)。我们直观地分类一个完整的样本的大规模(M $>$ 10 $^{10}$ M $_{\odot}$)星系在这个时代,从坎德尔调查,晚型星系,主要合并,球状体和扰动球状体的形态干扰。鉴于最近的模拟工作,这表明,最近($<$ 0.3-0.4 Gyr)的主要合并残留物表现出清晰的潮汐功能,在这样的图像,我们使用的部分扰动球体探测的作用,主要合并在驱动形态的转变。蓝色球状体(即正在进行的恒星形成)显示形态干扰的百分比仅为21 $\pm$的4%,表明主要合并不是$z\sim2$球状体创建的主导机制-其他过程,如次要合并或冷吸积可能是这一过程的主要驱动力。我们还使用的休息帧的U-波段光度作为代理的恒星形成表明,只有一小部分的恒星形成预算($\sim$ 3%)是由重大合并触发。总之,我们的研究结果表明,主要的合并并不是$z\sim2$星系演化的重要驱动力。
2016-11-10 astro-ph.GA
The merger-starburst connection across cosmic times
星系合并和星暴活动之间的对应关系在观测和对低红移星系的模拟中得到了很好的证实。然而,相互作用的性质和所涉及的星系的演化表明,星系对合并事件的星暴反应可能在宇宙时间内有所不同。使用VINTERGATAN宇宙放大模拟银河系般的星系,我们在这里表明,星爆,即情节的快速恒星形成,与潮汐压缩的发生,本身引起的合并。然而,只有在星系盘形成后,这种压缩才会变得足够强大,从而引发恒星暴增。因此,星暴事件只能在星系演化的精确阶段发现,在盘形成之后,直到最后一次大合并。由于耗尽时间量化了瞬时的恒星形成活动,而比恒星形成率涉及过去活动的综合结果(通过恒星质量),星暴事件不一定与升高的比恒星形成率相一致。这意味着并非所有的星暴星系都是星系形成主序列之上的异常值。
2022-09-08 astro-ph.GA
The cosmic merger rate of neutron stars and black holes
到目前为止,已经报道了六次引力波探测,为双紧凑物体的合并率提供了重要的见解。利用粒子群合成模拟和Illustris宇宙学模拟研究了双中子星(DNS)、中子星-黑洞双星(NSBH)和黑洞双星(BHB)的宇宙合并率。我们已经进行了六个不同的模拟,考虑不同的假设的效率的共同信封(CE)喷射和探索两个分布的超新星(SN)踢。从我们的模拟中得出的当前BHB合并率范围从$\sim{}150$到$\sim{}240$ Gpc $^{-3}$ yr $^{-1}$,仅轻度依赖于CE效率。相比之下,目前的域名合并率(从$\sim{}20$到$\sim{}600$ Gpc $^{-3}$ yr $^{-1}$)和NSBH合并率(从$\sim{}10$到$\sim{}100$ Gpc $^{-3}$ yr $^{-1}$)在很大程度上取决于CE和出生踢的假设。DNS的合并率与从GW 170817的检测推断的合并率一致,只有假设CE喷射的高效率和低SN反冲(从具有一维均方根$σ=15$ km s $^{-1}$的麦克斯韦分布得出)。
2018-06-13 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
Star formation histories in mergers: The spatially resolved properties of the early-stage merger LIRGs IC 1623 and NGC 6090
通过分析光学积分场谱(IFS)和高分辨率HST成像,详细描述了早期合并LIRGs IC 1623 W和NGC 6090中的恒星星族、电离气体性质和恒星形成率(SFR),研究了主要合并在星系演化中的作用.用Starlight全光谱拟合代码处理光谱,并在剩余光谱中测量发射线。控制非相互作用的螺旋星系从CALIFA调查的结果进行了比较。合并引起的恒星形成是长期的和最近的,正如年轻的年龄(50-80百万年)和年轻恒星星族(50-90 $\%$)的高贡献所揭示的那样,与文献中的合并模拟一致。这些早期的合并有恒星金属丰度的正中心梯度,平均$\sim$ 0.6 Z $_{\odot}$。与非相互作用的螺旋相比,它们具有较低的中央星云金属丰度和较平坦的轮廓,与气体流入的情况一致。我们发现,它们主要是由恒星形成,虽然冲击激发不能被丢弃在某些地区,在那里发现高速色散(170-200公里秒$^{-1}$)。这些早期合并($\sim$ 23-32 M $_{\odot}$ yr $^{-1}$)的平均SFR相对于主序星Sbc星系增强了6-9倍,略高于经典合并模拟的预测,但在大约15 $\%$的主要星系合并中仍然是可能的,U/LIRG属于这种情况。
2017-02-21 astro-ph.GA
Dependence of Gravitational Wave Transient Rates on Cosmic Star Formation and Metallicity Evolution History
我们比较了双星粒子数合成模型和宇宙恒星形成历史的不确定性对引力波紧致双星合并(GW)事件预测率的影响。这些不确定性导致GW事件的预测率变化高达一个数量级。改变宇宙的体积平均恒星形成率密度历史会对我们的预测产生最弱的变化,而改变金属丰度演化则会产生最强的影响。双中子星合并率对假设的中子星反冲速度比宇宙恒星形成历史更敏感。改变某些参数会以不同的方式影响合并速率,这取决于合并致密天体的质量;因此,通过查看所有事件速率,而不是将我们限制在一类合并中,可以打破一些简并性。
2019-12-10 astro-ph.GA astro-ph.HE astro-ph.SR
Stellar-mass black holes in young massive and open stellar clusters V: comparisons with LIGO-Virgo merger rate densities
我研究了年轻的大质量星团(YMC)和疏散星团(OC)的贡献,今天的内在合并率密度的动态组装的双黑洞(BBH)。BBH合并事件率是基于Banerjee(2021)提出的一组65个最先进的星团演化模型估计的。这些相对论直接多体计算模型包含了最新的恒星质量损失和残余物形成成分。合并事件率是通过构建宇宙的星团人口来获得的,从模型中,考虑到星团的质量分布和宇宙恒星的形成和富集历史,根据观测。模型BBH合并率密度的范围从一个悲观的参考值$0.5{\rm~yr}^{-1}{\rm Gpc}^{-3}-37.9{\rm~yr}^{-1}{\rm Gpc}^{-3}$,LIGO室女座般的探测器地平线。参考率很好地容纳BBH合并率密度估计GWTC-1和GWTC-2合并事件目录。计算模型还产生差分BBH合并率密度,同意合理的GWTC-1,以及,更受约束的GWTC-2。这些结果表明,在YMCs和OC的动力学相互作用,在原则上,单独解释BBH合并率密度及其对合并的二元属性的依赖,推断从迄今为止的引力波(GW)事件。还研究了由计算模型得到的并合率密度的宇宙演化。该模型预测的速率$\approx5{\rm~yr}^{-1}{\rm Gpc}^{-3}$偏心LIGO-Virgo合并从YMC和OC。随着GW事件的增加,对BBH合并率密度的限制将有助于限制整个宇宙时间内恒星团簇形成的场景,以及各种紧凑的二元合并通道的…
2021-02-25 astro-ph.GA astro-ph.HE
The rise and fall of stellar discs across the peak of cosmic star formation history: mergers versus smooth accretion
从一个国家的最先进的宇宙流体动力学模拟,地平线-AGN星系合并树,我们进行了统计研究如何合并和平滑吸积驱动星系的形态特性以上$z > 1$。更具体地说,我们研究恒星的密度,有效半径和形状参数来自惯性张量取决于合并不同的质量比。我们发现了强有力的证据表明,在宇宙时间内,平滑的吸积往往会使小星系变平,从而形成盘。另一方面,合并,而不仅仅是主要的合并,表现出膨胀和破坏恒星盘的倾向,证实了椭圆星系的起源。我们还发现,椭圆星系更容易通过合并比盘星系的尺寸质量演化$r \prop M^{1.2}$而不是$r \prop M^{-0.5} - M^{0.5}$取决于合并质量比的大小增长。气体含量驱动的大小质量的演变,由于合并与气体贫星系$r \prop M^2$比气体丰富的星系$r \prop M$更快的大小增长。
2015-02-17 astro-ph.CO astro-ph.GA
Exploring the Cosmic Evolution of Habitability with Galaxy Merger Trees
我们结合推断的星系属性,从半解析星系演化模型,将暗物质晕合并树与新的估计超新星和伽马射线暴率作为金属丰度的函数,从恒星星族合成模型,将二元相互作用。我们用这些来探索恒星质量分数的星系照射充满活力的天体物理瞬变和它在宇宙时间的演变,从而这是潜在的生活像我们自己的分数。我们发现,宇宙中18%的恒星质量可能在过去的2.6亿年内受到辐射,其中GRB占主导地位。我们没有看到辐射恒星质量分数对恒星质量或星系环境的丰富程度的强烈依赖。我们认为一个有代表性的合并树作为一个本地集团的类似物,并发现有星系在所有质量的保留了高宜居分数(> 40%)在过去的6 Gyr,但也有星系在所有质量的合并历史和相关的恒星形成,使星系有效地不适合居住。这说明了在评估可居住性的宇宙演化时需要考虑详细的合并树。
2017-12-28 astro-ph.GA
Separating Accretion and Mergers in the Cosmic Growth of Black Holes with X-ray and Gravitational Wave Observations
质量范围很广的黑洞在星系的演化中起着关键作用。黑洞最初的种子在$z \sim 30$形成,并通过气体吸积和合并在宇宙时间内成长。利用类星体的观测数据和暗物质晕的层次组装的理论模型,我们研究了气体吸积和合并的黑洞生长的相对重要性,作为红移($0<z<10$)和黑洞质量($ 10^3 \, \mathrm{M_{\odot}} < M_{\bullet} < 10^{10} \, \mathrm{M_{\odot}}$)的函数。我们发现,(i)增长的吸积是占主导地位的参数空间的很大一部分,特别是在$M_{\bullet} > 10^8 \, \mathrm{M_{\odot}}$和$z>6$ ;和(ii)增长的合并是占主导地位的$M_{\bullet} < 10^5 \, \mathrm{M_{\odot}}$和$z>5.5$,并在$M_{\bullet} > 10^8 \, \mathrm{M_{\odot}}$和$z<2$。由于生长通道对黑洞自旋有直接影响(气体吸积导致更高的自旋值),我们测试了我们的模型对$\sim 20$强大的自旋测量迄今为止。正如预期的那样,自旋倾向于下降到合并主导的政权,从而支持我们的模型。下一代的X射线和引力波天文台(例如Lynx、AXIS、Athena和LISA)将绘制出极高红移($z\sim 20)$)的黑洞群,几乎涵盖了这里研究的整个参数空间。他们的…
2020-04-30 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
The Relative Role of Galaxy Mergers and Cosmic Flows in Feeding Black Holes
利用一组放大的宇宙学模拟的高红移的大质量星系的祖先,我们隔离和跟踪的历史,是由中央超大质量黑洞吸积的气体。我们确定的吸积气体的起源,无论是在合并事件或顺利吸积进入星系。此外,我们指定是否顺利吸积气体通过冷流吸积或冲击进入晕。对于z ~ 4的中等质量(10^6 - 10^7 Msun)黑洞,与激波或合并起源的气体相比,更倾向于吸积冷流气体。然而,这一结果是整个星系具有更高比例的冷流气体的事实的结果。一般来说,每个黑洞都倾向于吸积与其宿主星系中所含的相同比例的平滑和合并吸积气体,这表明一旦气体进入晕,它就会变得混合良好,并且其起源被抹去。我们发现,气体的角动量晕入口时是一个更重要的因素;黑洞优先吸积气体,具有低的角动量时,它进入星系,无论它是吸积顺利或通过合并。
2013-12-09 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
The cosmic merger rate density evolution of compact binaries formed in young star clusters and in isolated binaries
下一代地基引力波探测器将观测到红移达$z\gtrsim{}10$的双星黑洞合并,探测紧凑双星合并在宇宙时间内的演化。在这里,我们提出了一个新的数据驱动的模型来估计宇宙合并率密度(MRD)的演变CB的,通过耦合目录的CB合并与观测约束的宇宙恒星形成率密度和宇宙的金属丰度演化。我们采用目录CB合并来自最近的$N-$机构和人口合成模拟,描述的MRD的年轻星团(以下简称动态CB)和外地(以下简称孤立CB)中形成的CB。动态BBH的局部MRD为$\mathcal{R}_{\rm BBH}=64^{+34}_{-20}$ Gpc $^{-3}$ yr $^{-1}$,与LIGO-Virgo合作的第一次和第二次观测运行(O 1和O2)的90%可信区间一致,并与孤立BBH的局部MRD($\mathcal{R}_{\rm BBH}=50^{+71}_{-37}$ Gpc $^{-3}$ yr $^{-1}$)一致。动态和孤立黑洞-中子星双星的局部MRD分别为$\mathcal{R}_{\rm BHNS}=41^{+33}_{-23}$和$49^{+48}_{-34}$ ~Gpc $^{-3}$ yr $^{-1}$.这两个值都与从O 1和O2推断的上限一致。最后,动态中子双星的局部MRD(BNS,$\mathcal{R}_{\rm BNS}=151^{+59}_{-38}$ Gpc $^{-3}$ …
2021-02-11 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
Dry mergers and the size evolution of early-type galaxies
干(即无耗散)合并已被认为是观测到的早型星系(ETG)尺寸演化的主要驱动力。这种机制的实际作用受到ETG的局部恒星质量-尺寸关系的紧密性的质疑。结合这个观测到的标度律和简单的合并模型,我们得出以下结论:1)局部大质量ETG可以通过干合并组装最多~45%的恒星质量; 2)这种情况需要极端的微调。
2011-09-08 astro-ph.GA
Deep optical imaging of star-forming blue early-type galaxies: Color map structures and faint features indicative of recent mergers
本文利用暗能量相机g/r/z波段深度成像研究55个恒星形成蓝早型星系,通过g-r颜色图发现普遍存在近期并合痕迹,提出它们是并合后转向被动早型星系的演化阶段。
2023-08-21 astro-ph.GA
Caught in the web: galaxy mergers along cosmic filaments
Universidad de Concepción(康塞普西翁大学);Universidad Técnica Federico Santa María(费德里科·圣玛丽亚理工大学);Millennium Nucleus for Galaxies (MINGAL)(星系千年核心(MINGAL));Pontificia Universidad Católica de Valparaíso(瓦爾帕萊索天主教大學);Universidad de La Serena(拉塞雷納大學);Instituto de Astronomía y Ciencias Planetarias (INCT), Universidad de Atacama(阿塔卡馬大學天文與行星科學研究所(INCT))
研究通过分析星系合并在宇宙网中的空间分布,发现合并星系更靠近丝状结构,表明丝状结构可能通过降低相对速度和增加气体供应促进星系合并,从而在进入星团核心前改变星系特性。
2026-03-06 astro-ph.GA
The Early Merger that Made the Galaxy's Stellar Halo
在过去的两年里,人们已经广泛接受了这样一种观点,即银河系晕主要是在早期(8-10 Gyr前)和大规模($> 10^{10} M_\odot$)合并中形成的。这个想法的根源早于盖亚任务,但盖亚提供的精致自行使这个假设不可抗拒。我们追溯了这个想法的历史,回顾了导致我们目前理解的一系列论文。
2020-02-13 astro-ph.GA astro-ph.SR
Dry mergers and the formation of early-type galaxies: constraints from lensing and dynamics
无耗散(无气体或“干”)合并被认为在早期星系的形成和演化中发挥了重要作用,特别是在增加它们的质量和大小而不改变它们的恒星星族。我们进行了一个新的测试干合并假设比较N体模拟现实系统的经验约束提供了最近的研究透镜早型星系。我们发现,主、次干合并:i)在观测到的散射范围内保持了早型星系的近等温结构; ii)总质量M与维里质量R_e*sigma/2G之比的变化不超过观测到的散射(其中R_e是半光半径,σ是投影速度色散); iii)星系的大小[如M^(0.85+/-0.17)]和弱速度色散[作为M^(0.06+/-0.08)]与质量,从而移动星系远离当地观察到的M-R_e和M-sigma关系; iv)在M-R_e和M-sigma关系中引入大量的散射。我们的研究结果意味着,除非有一个高程度的微调混合的祖细胞和类型的相互作用,目前的大质量早期型星系不能组装超过50%的质量,并增加了他们的大小超过一个因素~1.8,通过干合并。
2009-08-12 astro-ph.GA
Normal black holes in bulge-less galaxies: the largely quiescent, merger-free growth of black holes over cosmic time
理解黑洞形成的驱动过程是观测宇宙学的一个关键课题。虽然观测到的$M_{\mathrm{BH}}$ - $M_{\mathrm{Bulge}}$相关性在膨胀为主的星系被认为是产生的主要合并,一个$M_{\mathrm{BH}}$ -$M_{\star}$关系的存在,在所有的星系形态类型,表明BH可能主要是由长期的过程。最近的证据表明,没有膨胀的星系,不太可能有重大的合并,是从$M_{\mathrm{BH}}$ - $M_{\mathrm{Bulge}}$关系的偏移,但躺在$M_{\mathrm{BH}}$ - $M_{\star}$关系,加强了这一假设。然而,目前数据集的小尺寸和异质性,加上难以测量精确的BH质量,使得仅使用经验研究来解决这个问题具有挑战性。在这里,我们使用地平线活动星系核,宇宙学流体动力学模拟探索的作用,合并在宇宙时间的BH增长。结果表明:(1)与观测结果一致,模拟的无球星系偏离了主$M_{\mathrm{BH}}$ - $M_{\mathrm{Bulge}}$关系,但偏离了主$M_{\mathrm{BH}}$- $M_{\star}$关系;(2)星系在$M_{\mathrm{BH}}$ - $M_{\star}$关系中的位置不受星系合并历史的影响;在今天的大质量星系中,只有$\sim$ 35%的BH质量是直接归因于合并的--大多数因此,BH的增长($\sim$ 6…
2018-02-01 astro-ph.GA
The cosmic merger rate density of compact objects: impact of star formation, metallicity, initial mass function and binary evolution
本文计算了黑洞双星、黑洞-中子星双星和中子星双星合并的红移分布,探讨了主要的不确定性来源:恒星形成率密度、金属丰度演化、公共包层、洛希叶溢出质量转移、出生反冲、核心坍缩超新星模型和初始质量函数。在二进制的演化过程中,不确定性的共同信封喷射有重大影响:本地合并率密度的BNS变化从$\sim{}10^3$ $\sim{}20$ Gpc $^{-3}$ YR $^{-1}$,如果我们改变共同的信封效率参数从$α_{\rm CE}=7$到0.5,而本地合并率的BBH和BHNS变化的一个因素$\sim{}2-3$。当考虑$1 σ$对金属丰度演化的不确定性时,BBH合并率变化了一个数量级。相比之下,BNS合并率几乎对金属丰度不敏感。因此,BNS是对不确定的二元进化过程(如共同包络和出生踢)施加约束的理想测试平台。只有模型假设值的$α_{\rm CE}\gtrsim{}2$和适度低的出生踢(取决于喷出的质量和SN机制),导致在90%的可信区间内的本地BNS合并率密度从第二个引力波瞬态目录推断。
2021-02-11 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
A Physically Motivated Framework to Compare Merger Timescales of Isolated Low- and High-Mass Galaxy Pairs Across Cosmic Time
本文利用 Illustris TNG100 模拟提出按维里半径缩放的物理驱动星系对选择框架,证明其可使低质量与高质量星系对的并合时标在所有红移下保持一致,并揭示静态物理间距选择会系统性高估低质量星系并合率。
2024-09-03 astro-ph.GA
Identifying Mergers Using Quantitative Morphologies in Zoom Simulations of High-Redshift Galaxies
非参数形态学测量是识别低红移星系合并的有力工具。我们采用宇宙学变焦模拟使用Gizmo与Mufasa反馈方案,后处理使用三维尘埃辐射转移到模拟观测,研究是否共同的形态措施基尼G,M20,浓度C,和不对称性A是有效的,在确定主要的星系合并在z ~ 2 - 4,即“宇宙正午”。我们的变焦套件覆盖了z ~ 2处10^8.6 < M_* < 10^11 M_sun的星系,并广泛地再现了全球星系的主要观测结果。我们的主要结果是,这些形态的措施是无法强大地挑选出星系目前正在进行合并在宇宙正午,通常表现不优于一个随机猜测。如果我们考虑到星系是否在最后一个Gyr内经历了合并,这只是稍微改善。当也考虑到小合并,星系显示没有走向合并制度的趋势与合并比例增加。从z = 4 -> 2开始,星系从非合并状态向合并状态移动,但这主要是质量的影响:在给定的噪声水平以上,质量较高的星系显示出由其聚集环境引起的更复杂的外部形态。我们的结论是,在宇宙正午,这些形态的统计数据是有限的价值,在确定星系合并。
2018-03-06 astro-ph.GA
Counting Black Holes: The Cosmic Stellar Remnant Population and Implications for LIGO
我们提出了一个经验的方法来解释引力波信号的双黑洞合并的假设下,基本的黑洞人口来源于恒星演化的残余。利用观测到的星系质量和恒星金属丰度之间的关系,我们预测了黑洞数作为星系恒星质量的函数。例如,我们表明,像银河系这样的星系应该拥有数百万个$\sim 30~M_\odot$黑洞,而像天龙座这样的矮卫星星系应该拥有$\sim 100$这样的残余物,对假设的IMF和恒星演化模型的依赖性很弱。大多数低质量黑洞($\sim10 M_\odot$)通常位于大质量星系($M_\star \simeq 10^{11} M_\odot$)中,而大质量黑洞($\sim 50~M_\odot$)通常位于矮星系($M_\odot \simeq 10^9 M_\odot$)中。如果大约$1\%$的黑洞参与了一个二元黑洞合并,那么从先进的LIGO报告的合并率密度可以容纳一系列合并的时间尺度,并与$> 50~M_\odot$黑洞合并的检测应该在未来十年内预期。确定合并的宿主星系人口提供了一种方法来限制双中子星或黑洞的形成效率和合并时标分布;如果合并时标与宇宙年龄相比很短,这些事件将主要局限于矮星系,否则将局限于大质量星系。随着更多的合并被检测到,直接通过检测中子星合并的电磁对应物或间接通过事件的各向异性来识别宿主星系人口的前景将成为现实的可能性。
2017-10-17 astro-ph.GA astro-ph.HE astro-ph.SR
Simulating multiple merger pathways to the central kinematics of early-type galaxies
像ATLAS ^3D这样的二维积分场巡天观测正在产生丰富的观测数据集,这些数据集有助于深入了解星系形成。这些新的运动学观测突出了需要了解的演化机制,导致光谱的快速旋转和慢速旋转的早期类型的星系。我们通过一系列受控的,全面的流体动力学模拟采样从模型螺旋星系构建的理想化的星系合并的情况下,解决形成的缓慢和快速的旋转。这种理想化和受控的模拟通过隔离和分析特定参数的影响来补充更“现实”的宇宙学模拟,正如我们在本文中所做的那样。我们重新创建次要和主要的二元合并,二元合并树与多个祖先,和多个顺序合并。在这些类别的形成历史中,我们关联祖气体分数,质量比,轨道近心,轨道椭圆率,和剩余的运动学性质的自旋。我们创建了这95个模拟的运动学剖面,与ATLAS ^3D数据相当。通过构建投影比角动量(λ_R = <R |V| >/ <sqrt(V^2+sigma^2)>)、三轴度的剩余剖面,并测量运动学扭曲和运动学解耦核的发生率,我们区分了不同的地层情景。我们发现,二进制合并几乎总是形成快速旋转。慢旋转星系可以由零初始角动量构型和贫气体并合形成,但不像ATLAS ^[3D]星系那样圆。二元合并树的剩余部分是三轴慢旋转子。顺序合并形成了圆形的慢旋子,它们最像ATLAS ^3D旋子。
2014-07-17 astro-ph.GA
Convergence properties of halo merger trees; halo and substructure merger rates across cosmic history
我们引入gbpTrees:一种从宇宙学模拟中构建合并树的算法,旨在识别和纠正晕轮发现过程中的错误或模糊所引入的病理情况。gbpTrees是建立在一个光环匹配的方法,利用伪径向矩从径向排序的粒子ID列表(不需要其他信息)和一个方案,用于分类合并树病理从网络的匹配,使到和从光环跨越快照范围向前和向后的时间。在这项工作中,关注Subfind目录,扫描影响我们的合并树构建的参数,产生收敛结果所需的最佳快照节奏和扫描范围。当快照由$\lesssim{0.128}$动态时间间隔时,病理增殖;方便地类似于半分析建模的收敛所需的,如Benson等人所建立的,对于尺寸为$n_{\rm p}\gtrsim{75}$的朋友的朋友(FoF)晕,总合并计数收敛在$\sim{5}$ %的水平,质量分辨率为512倍,但是子结构速率随着质量分辨率收敛得更慢,达到$n_{\rm p}\gtrsim{100}$和颗粒质量$m_{\rm p}{\lesssim}10^{9}M_\odot$的$\sim{10}$ %的收敛。我们目前的分析适合FoF和子结构合并率在几乎所有观测到的银河系的历史($z{\le}8.5$)。虽然我们发现与Fakhouri等人的FoF晕的结果很好的协议,一个稍微平坦的合并率和增加的主要合并率的依赖,减少以前报道的差异与扩展Press-Schechter估计。当适当定义时,子结构合并率显示出与Fo…
2017-09-05 astro-ph.GA
Toward Complete Merger Identification at Cosmic Noon with Deep Learning
University of Colorado Boulder(科罗拉多大学博尔德分校);Fermi National Accelerator Laboratory(费米国家加速器实验室);University of Chicago(芝加哥大学);California Institute of Technology(加州理工学院);Vanderbilt University(范德堡大学);University of Florida(佛罗里达大学)
针对Roman等大型巡天时代星系并合识别的偏差问题,基于IllustrisTNG50模拟的CANDELS图像训练ResNet18,实现了宇宙正午时期小质量、小并合事件的有效识别,分析了模型性能局限与隐空间特征。
2025-11-19 astro-ph.GA
The merger-driven evolution of massive early-type galaxies
早型星系(ETG)的结构和运动学性质的演化、它们的标度关系以及它们的恒星金属丰度和年龄包含了关于这些系统的聚集历史的宝贵信息。我们目前的ETGs恒星质量-速度色散关系的演变的结果,特别关注的一些选择标准用于定义ETGs的影响。我们还试图阐明的作用,在原位和异地恒星星族在大规模ETG,提供了一个可能的解释所观察到的金属丰度分布。
2020-06-09 astro-ph.GA
The role of mergers and interactions in driving the evolution of dwarf galaxies over cosmic time
矮星系(M*<10^9 Msun)是高质量星系中质量聚集的关键驱动力,但对矮星系本身的聚集了解相对较少。使用\textsc{NewHorizon}宇宙学模拟(40 pc空间分辨率),我们调查如何合并和飞越驱动质量组装和结构演化的约1000场和群矮星z=0.5。我们发现,虽然矮星系经常表现出扰动的形态(在z=1和z=3处分别有5%和20%受到扰动),但在矮星系中观察到的形态扰动中,只有一小部分是由任何红移处的合并驱动的(对于10^9兆太阳,合并仅驱动20%的形态扰动)。相反,它们主要是不以合并(例如飞越)结束的相互作用的结果。鉴于很大一部分明显的形态扰动矮星系,事实上,没有合并,这一发现是特别重要的未来研究确定矮合并和合并后的形态在中等和高红移。矮星系通常在z=5和z=0.5之间经历一次大合并和一次小合并,占其总恒星质量的10%。合并也可以在较低的红移(z=1时为3或4倍)下驱动适度的恒星形成增强,但这只占矮星系中恒星质量的百分之几,因为它们的频率很低。非合并的相互作用驱动了显着较小的恒星形成增强(约两倍),但它们相对于合并的优势意味着它们占矮星系中形成的恒星质量的10%左右。
2020-11-01 astro-ph.GA
Cosmic Rates of Black Hole Mergers and Pair-Instability Supernovae from Chemically Homogeneous Binary Evolution
在高级引力波探测器网络的前三次观测中,LIGO/Virgo合作探测到了几个黑洞双星(BHBH)合并。随着检测到的BHBH合并数量的增加,将有可能限制其形成的不同渠道。在这里,我们认为化学均匀演化(CHE)通道在紧密的二进制文件,通过执行人口合成模拟,结合现实的二进制模型与详细的宇宙学计算的化学和恒星形成历史的宇宙。这使我们能够限制人口属性,以及宇宙学和aLIGO/aVirgo通过这一途径形成的BHBH合并的检测率。我们通过CHE通道预测了$5.8 \, \textrm{Gpc}^{-3} \textrm{yr}^{-1}$红移为零时的BHBH合并率,并与aLIGO/aVirgo测量的${53.2}_{-28.2}^{+55.8} \, \text{Gpc}^{-3} \text{yr}^{-1}$合并率进行比较,发现最终合并系统的BH质量在PISN间隙以下的$17 - 43 \, \textrm{M}_{\odot}$范围内,而在PISN间隙以上的$>124 \, \textrm{M}_{\odot}$范围内。我们研究了黑洞形成过程中动量反冲的影响,并计算了宇宙学和星等限制的PISN率。我们还研究了高红移偏差对恒星形成率的影响。我们发现,动量踢往往会增加延迟时间的BHBH系统,我们的幅度有限的PISN率估计表明,目前的深调查应该能够检测到这样的事件。最后,我们发现,我们的宇宙学合并…
2020-11-08 astro-ph.GA astro-ph.HE astro-ph.SR
Major Dry-Mergers In Early-Type Brightest Cluster Galaxies
我们寻找正在进行的主要干合并在一个精心挑选的样本本地Brilliant集群Galerie(BCGs)的C4集群目录。在515个红移在0.03 ~ 0.12之间的早型BCGs中,有18个处于主要干合并状态,它们被选择为具有$r$ -带星等差$\dm<1.5$和投影间隔$\rp<30$ kpc的对(或三重),并在残差图像中以显著不对称的形式显示出相互作用的特征。我们发现,BCGs在主要干合并的分数增加与丰富的集群,符合这一事实,即丰富的集群通常有更多的大规模(或发光)的BCGs。我们估计,现今早期型BCGs可能经历了平均$\sim 0.6 (\tmerge/0.3\Gyr)^{-1}$主要干合并,并通过这一过程增加了它们的光度(质量)的平均$15% (\tmerge/0.3\Gyr)^{-1} (\fmass/0.5)$以来$z=0.7$,其中$\tmerge$是合并的时间尺度和$\fmass$是平均质量分数的同伴星系添加到中央的。我们还发现,主要的干合并似乎并没有提高在BCG的无线电活动。我们的研究表明,星系团中包含BCGs的主要干合并在本域宇宙中并不罕见,它们是BCGs形成和演化的重要通道。
2009-04-15 astro-ph.CO astro-ph.GA
The Mystery of the $σ$-Bump -- A new Signature for Major Mergers in Early-type Galaxies?
作为早型星系的银河系中心半径的函数的恒星速度色散通常可以很好地近似于幂律$σ\propto r^β$。然而,一些观察到的色散曲线在中间半径处显示出与该拟合的偏差,通常在一个和三个$R_{\mathrm{eff}}$之间,其中速度色散随半径保持恒定,显示出类似凸块的行为,我们称之为“$σ$ -“凸块。为了了解这个$σ$ -bump的起源,我们研究了一组在主要合并中形成的模拟早型星系。我们发现$σ$ -bump在我们所有的模拟早期类型的星系,与凸块的大小和位置略有不同,从星系到星系,导致的假设,凸块是一个主要的合并形成的情况下的一个特征。这一特征在恒星的本征速度色散和投影速度色散中都可以看到。与在合并事件期间形成但随时间演变并最终消失的壳不同,$σ$凸起的半径几乎保持不变,并且是一个永久特征,一直保留到模拟结束。在暗物质和气体成分中没有发现$σ$凸起,因此我们得出结论,这是合并残余物的一个纯粹的恒星特征。
2013-12-09 astro-ph.CO astro-ph.GA
First results of AMBRA: Abundant Seeds and Early Mergers as a Pathway to the First Massive Black Holes
Carnegie Mellon University(卡内基梅隆大学);University of Virginia(弗吉尼亚大学);Virginia Institute for Theoretical Astronomy, University of Virginia(弗吉尼亚大学理论天体物理研究所);University of Florida(佛罗里达大学);University of California, Riverside(加州大学河滨分校);Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics(哈佛-史密森尼天体物理中心)
AMBRA结合ASTRID的统计优势与BRAHMA的物理驱动气体黑洞成核模型,通过允许形成4×10⁴-⁵ M☉种子,显著增强了早期黑洞生长,产生比ASTRID高一个数量级的z=8黑洞密度。
2026-04-05 astro-ph.GA
One Merge to Rule Them All: From Galaxy Interactions to Black Hole Mergers Using Horizon-AGN
Institute of High-Energy Physics, University of Amsterdam(阿姆斯特丹大学高能物理研究所);University of Amsterdam(阿姆斯特丹大学);Institut d’Astrophysique de Paris, Sorbonne Université, CNRS(巴黎天体物理研究所,索邦大学,法国国家科学研究中心);Deutsches Zentrum für Astrophysik (DZA)(德国天体物理学中心);Universität Potsdam(波茨坦大学);Department of Astronomy, University of Geneva(日内瓦大学天文学系);Cosmic Dawn Center (DAWN)(宇宙黎明中心);Niels Bohr Institute, University of Copenhagen(哥本哈根大学尼尔斯·玻尔研究所);Sorbonne Université(索邦大学);CNRS(法国国家科学研究中心)
研究通过Horizon-AGN模拟探讨星系对比例、合并比例及合并率,揭示高星系质量和红移下的演化趋势,并连接星系合并到黑洞合并的过程,为未来观测研究和引力波预测提供框架。
2026-05-12 astro-ph.GA
Powerful Radio-Loud Quasars are Triggered by Galaxy Mergers in the Cosmic Bright Ages
本文通过比较高红移3CR射电噪类星体与射电静控制样本的HFC3/IR观测,证明主星系并合普遍触发强射电喷流,并挑战蓝色类星体演化范式。
2024-03-01 astro-ph.GA
Identifying the progenitors of present-day early-type galaxies in observational surveys: correcting `progenitor bias' using the Horizon-AGN simulation
局域早型星系的恒星星族作为星系分级质量聚集过程的端点,编码了星系在宇宙时间内的聚集历史。我们使用地平线AGN,宇宙学流体动力学模拟,研究合并的历史,当地的早期型星系和跟踪如何形态混合的祖先随着时间的推移而演变。我们提供了一个框架,以减轻“祖偏见”-偏见,如果只使用早期类型的星系研究祖人口发生。早期类型在相对较早的时期达到其最后形态-到$z\sim1$时,今天大约60%的早期类型已经进行了最后一次重要的合并。在所有的红移中,大多数的合并都有一个晚型的祖先,其中晚-晚合并在$z>1.5$占主导地位,而早-早合并只在$z<0.5$才变得重要。除了最低红移之外,祖星偏差都很严重--例如,在$z\sim0.6$中,当今早期类型中只有不到50%的恒星质量实际上存在于具有早期类型形态的祖星中,而在$z\sim2$中,仅研究早期类型错过了几乎所有(80%)最终进入局部早期类型系统的恒星质量。在高红移下,几乎所有大质量的晚型星系,不管它们的局部环境或恒星形成率如何,都是局部早型星系的祖先,低质量(M $_\star$ $<$ 10 $^{10.5}$ M $_{\odot}$)的晚型星系,只要它们居住在高密度环境中。在这个大型观测调查(例如LSST,JWST)的新时代,这项研究为研究今天的早期类型星系如何在宇宙时间内建立提供了一个框架。
2017-12-06 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
Massive Early-Type Galaxies in the HSC-SSP: Flux Fraction of Tidal Features and Merger Rates
本文对大质量早型星系(ETGs)的潮汐特征进行了统计研究。利用Hyper Suprime-Cam Subaru战略计划(HSC-SSP)的成像数据,我们使用自动化技术测量了2649个具有恒星质量$M_*>10^{11}M_{\odot}$和红移$0.05<z<0.15$的ETG的潮汐特征通量分数($f_{\rm tidal}$)。HSC-SSP的宽层在$i$波段达到$\sim 28.5$ mag arcsec $^{-2}$的深度。在此表面亮度极限下,我们发现大约28%的星系具有显著的$f_{\rm tidal}>1\%$潮汐特征,其中ETG的数量随$f_{\rm tidal}$呈指数下降,对数斜率为$\sim100$。在我们探测的恒星质量范围内,我们注意到从$M_*\approx10^{11}M_{\odot}$到$M_*\approx10^{12}M_{\odot}$,$f_{\rm tidal}$增加了2倍。我们还执行配对计数来估计这些大规模ETG的合并率。结合合并率与$f_{\rm tidal}$,我们估计潮汐特征的典型寿命是$\sim$ 3 Gyr,与以前的研究一致。
2022-07-28 astro-ph.GA
Discovery of a nearby early-phase major cluster merger CIZA J1358.9-4750
CIZA J1358.9-4750是一对靠近银河平面的星系团。它由两个X射线延伸的驼峰组成,分别位于西北和东南方向,相距14弧分(约1.2 Mpc),中间有一个X射线亮桥状结构。在朱雀星上,东南驼峰的温度为5.6 keV,西北驼峰的温度为4.6 keV。两个驼峰都没有表现出明显的中央冷分量。桥区域的温度高于9千电子伏的最大值,这个热的区域分布几乎正交的桥梁轴在协议的冲击加热数值模拟中看到的早期阶段的迎面大合并。这种相似性得到了X射线峰和与每个星系团相关的cD星系之间良好位置重合的支持。在短曝光XMM-牛顿图像中,在Suzaku测量的温度呈现陡峭梯度的位置处发现显著的强度跳跃。这些特性表明存在激波间断。根据确定的激波阵面两侧的温度差,估算出的马赫数为1.32,碰撞速度约为1800 km/s。从成员星系的光学红移来看,这两个星系团几乎在天球平面上合并。因此,CIZA J1358.9-4750被认为是具有明显激波特征的早期合并的有价值的邻近例子。
2015-04-09 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
Galaxy merger-driven signatures in massive black hole pair hosts across cosmic time
University of Florida(佛罗里达大学);University of Virginia(弗吉尼亚大学);Virginia Institute for Theoretical Astronomy(弗吉尼亚理论天文学研究所)
本研究利用IllustrisTNG-50和BRAHMA模拟,发现星系并合在低红移显著增强恒星形成和黑洞吸积,但在高红移及不同种子模型下增强减弱,揭示了并合驱动特征的宇宙学演化。
2026-10-07 astro-ph.GA
Can dry merging explain the size evolution of early-type galaxies?
从红移z>2到现在,观测到给定恒星质量的早型星系(ETG)的特征尺寸随宇宙时间显著增加。对这种规模演变的一个流行的解释是,ETG通过无耗散(“干”)合并而增长,因此变得不那么紧凑。结合N-体模拟与最新的缩放关系的本地ETG,我们表明,这样的解释是有问题的,因为干合并不减少星系恒星质量表面密度足以解释所观察到的大小演变,也引入大量的散射的缩放关系。根据我们的模拟,我们估计主要和次要的干合并增加了半光半径和投影速度色散,恒星质量(M)分别为M^(1.09+/-0.29)和M^(0.07+/-0.11)。这意味着:1)如果高z ETG确实像估计的那样致密,那么它们不可能通过干合并演化成今天的ETG; 2)今天的ETG不可能通过干合并聚集超过45%的恒星质量。或者,如果合并历史和星系性质之间存在与我们的假设不同的极端微调,那么干合并可以与观测结果相一致。需要进行全面的宇宙学模拟来评估这种微调的解决方案是否可以接受。
2009-10-14 astro-ph.GA
Metallicity-constrained merger rates of binary black holes and the stochastic gravitational wave background
最近对双星黑洞合并GW150914的探测表明,我们银河系中存在着比以前在X射线双星中观察到的质量更大的黑洞。本文探讨了不同的情况下,黑洞形成的自洽宇宙化学演化模型,同时匹配观测的宇宙恒星形成率,光学深度再电离和金属的星际介质的背景下。用这个框架计算了并合黑洞双星的质量分布及其随红移的演化。我们还研究了黑洞质量分布的随机引力波背景的合并和核心崩溃事件的影响。
2016-06-17 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
Molecular and atomic gas in dust lane early-type galaxies - I: Low star-formation efficiencies in minor merger remnants
在这项工作中,我们提出了IRAM-30米望远镜观测的一个样本的膨胀为主的星系与大尘埃带,最近有一个小的合并。我们发现这些星系的气体非常丰富,H2的质量在4 × 10^8到2 × 10^10 Msun之间。我们使用这些分子气体质量,结合随附论文中的原子气体质量,来计算气体与尘埃和气体与恒星的质量比。我们的样本天体的气尘比变化很大(在~50和750之间),这表明许多天体具有低气相金属丰度,因此气体是通过最近与较低质量的伴星合并而吸积的。我们计算了隐含的次要伴星质量和气体分数,发现预测的恒星质量比中位数约为40:1。小伴星的质量可能在~10^7 - 10^10 Msun之间。隐含的合并质量比是一致的低红移气体丰富的合并模拟的预期。然后,我们继续提出证据表明(无论使用哪种恒星形成率指标),我们的样本对象具有非常低的恒星形成效率(每单位气体质量的恒星形成率),甚至低于ATLAS 3D中已经显示出抑制的早期类型星系。这表明小的合并实际上可以抑制恒星形成活动。我们讨论了可能导致这种抑制的机制,包括未成年人合并引起的动力学效应。
2015-08-18 astro-ph.GA
Do galaxy mergers increase star formation and turbulence at cosmic noon?
Australian National University(澳大利亚国立大学);ARC Centre of Excellence for All Sky Astrophysics in 3 Dimensions (ASTRO 3D)(三维全天空天体物理学卓越研究中心);Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik (MPE)(马克斯·普朗克地外物理研究所);Laboratoire de Physique de l’École Normale Supérieure, ENS, Université PSL, CNRS, Sorbonne Université, Université Paris Cité, Observatoire de Paris(巴黎高等师范学校物理实验室)
研究利用KMOS3D光谱调查数据,分析宇宙中午期星系合并对恒星形成和湍流的影响,发现合并星系的恒星形成率和Hα流量增加,但湍流程度无显著变化。
2026-04-16 astro-ph.GA
A New Channel for the Formation of Kinematically Decoupled Cores in Early-type galaxies
我们提出了一个椭圆星系的运动学解耦核心(KDC)的形成,导致两个盘星系的主要合并模拟。我们发现,虽然两个祖先星系最初是遵循一个逆轨道,强大的反应力在合并过程中可能会导致其轨道自旋的短暂变化,两个祖先遵循逆行轨道之前,他们的最后合并。这导致了中心运动学解耦,并在最终的椭圆状合并残留物(M*=1.3x10^11 Msun)的中心形成了一个大尺度(半径约为2 kpc)的反向旋转核心(CRC),而其外部则保持着初始轨道自旋的旋转方向。合并残留星系的恒星速度色散分布呈现出两个对称的偏心峰,与观测到的“2-sigma星系”相当。KDC/CRC主要由合并前的老恒星(年龄大于5 Gyr)组成,在其祖先合并后,仍然在星系中心突出超过2 Gyr。它的性质与在大质量椭圆星系中观察到的KDC是一致的。这一新的渠道形成的KDCs从逆行合并是除了以前已知的形成方案,从逆行合并,可以帮助解释相当大一部分的KDCs观察到的早期型星系。
2015-02-02 astro-ph.GA
Merger-driven evolution of the effective stellar initial mass function of massive early-type galaxies
早型星系的恒星初始质量函数(IMF)是原地形成的恒星布居的IMF和吸积的恒星星族的IMF的组合。作为一个可观察的有效IMF $α_{IMF}$,定义为一个星系的真实恒星质量和恒星质量之间的比率推断假设萨尔彼得IMF,我们提出了一个理论模型,其演变的结果干合并。我们使用一个简单的干合并演化模型,宇宙学$N$体模拟的基础上,与经验激励的IMF处方作出预测的大规模早期型星系的有效IMF如何从$z=2$到$z=0$的变化。我们发现,个别星系的IMF归一化随着时间的推移变得更轻。在固定的速度色散,$α_{IMF}$被预测为常数与红移。尽管系统性的不确定性阻止了一个结论性的声明,但目前对国际货币基金组织演变的限制与这一预测有点紧张。$α_{IMF}$与恒星质量的相关性随时间变浅,而$α_{IMF}$与速度色散的相关性在干合并中基本保持不变。我们还发现,干合并可以混合依赖的IMF恒星质量和速度色散,使其具有挑战性的推断,从$z=0$观测全球银河系的属性,什么是最初与IMF耦合的量。
2016-07-05 astro-ph.CO astro-ph.GA
Impact of Galaxy Mergers on Stellar Population Profiles of Early-type Galaxies
本文利用SDSS和MaNGA数据研究星系并合对早型星系恒星族群的影响,发现具有潮汐特征的星系在金属丰度和年龄梯度上存在显著差异,且近期并合通过新生恒星加速了金属富集。
2023-03-01 astro-ph.GA
Early- and late-stage mergers among main sequence and starburst galaxies at 0.2<z<2
我们调查的分数密切对和形态上确定的合并和以上的恒星形成的主序列(MS)在0.2 $\leq z\leq$ 2.0。我们的工作的新颖之处在于使用的非参数形态分类进行解决恒星质量图,减少污染的非相互作用,高红移cluerian星系。我们发现,合并分数迅速上升到$\geq$ 70%以上的MS,这意味着-已经在$z{\gtrsim}1$ -星暴(SB)事件($Δ_{\rm MS}\geq$ 0.6)几乎总是与一个主要的合并(1:1至1:6质量比)。SB区域中的大多数相互作用星系都是形态扰动的后期合并星系。对分数显示MS偏移的依赖性很小,对比后期合并只在MS的下半部分更普遍。在我们的样本中,MS上的主要合并发生在所有质量${\gtrsim} 10^{10}M_{\odot}$的$\sim$ 5-10%的频率大致相等。MS主要合并分数在$z=0.2$和$z=2$之间大致加倍,形态合并驱动$z{\gtrsim}1$的总体增加。差分红移的相互作用对和形态分类的合并MS上的演化可以调和对和形态扰动的观测时间尺度。观测到的与$Δ_{\rm MS}$的后期合并分数的变化遵循微扰2星形成模式模型,其中任何MS星系都可以经历不同SFR增强的连续体。这表明,恒星爆发-合并不仅与极端事件有关,而且与更温和的爆发有关,这些爆发只是将星系向上散射到MS内,而不是完全将它们提升到MS之上。
2019-06-16 astro-ph.GA
The Relation Between AGN and Host Galaxy Properties in the JWST Era: II. The merger-driven evolution of Seyferts at Cosmic Noon
University of Arizona(亚利桑那大学);University of Oxford(牛津大学)
本研究基于JWST多波段数据,扩展分析赛弗特星系形态,发现并合在遮蔽的亚类星体AGN演化中起关键作用,且X射线与中红外选AGN代表并合时间线上的不同阶段。
2025-10-14 astro-ph.GA
Dry minor mergers and size evolution of high-z compact massive early-type galaxies
最近的观测表明,高z(z \sim 2 - 3)早型星系(ETG)比z \sim 0的质量相当的星系更紧凑。这种规模演变最有可能用“干合并Sceanario”来解释。然而,以前的研究基于这一方案是不能够一致地解释这两个性质的高z紧凑的大质量ETG和本地ETG。我们研究了多个连续的干子合并对紧凑的大质量ETG的尺寸演化的影响。从千年模拟数据库的分析,我们表明,这种轻微的(恒星质量比$M_{2}/M_{1} < 1/4$)合并是非常常见的层次结构形成过程中。我们进行N体模拟的顺序未成年人合并与抛物线和迎面轨道,包括一个暗物质组件和恒星组件。次并合的典型质量比为$1/20 < M_{2}/M_{1} < 1/10$。我们表明,在我们的模拟中,紧凑的卫星星系的连续小合并是最有效的促进大小的增长和减少的速度分散的紧凑的大规模ETG。合并残留物的恒星大小和密度的变化与最近的观测结果一致。此外,我们使用千禧年模拟数据库构建的合并历史的候选人的高z紧凑的大质量ETG,并估计的干小合并方案的星系的大小增长。我们可以重现$z=2$和$z=0$之间的平均尺寸增长因子,假设在我们的模拟中,在连续的小合并过程中获得的最有效的尺寸增长。然而,我们注意到,我们的数值结果是唯一有效的合并历史与典型的质量比1/20和1/10之间的抛物线和迎面轨道,我们最有效的尺寸增长效率可能是一个上限。
2012-09-25 astro-ph.CO astro-ph.GA