Dynamics of Stellar Disk Tilting from Satellite Mergers
银河系的恒星盘会因卫星星系及其相关潮汐碎片产生的扭矩而倾斜。在这项工作中，我们探讨了磁盘倾斜的动力学运行N体模拟合并在一个孤立的，各向同性的银河系样的宿主星系，不同的卫星维里质量，初始位置和轨道。我们开发和验证的第一性原理的动力学的理解，管理如何主机星系的恒星盘响应卫星的暗物质碎片。我们发现，磁盘倾斜的程度可以是大的宇宙学动机的合并历史。特别是，我们的研究结果表明，银河系盘可能仍然在倾斜，以回应盖亚香肠土卫二，银河系历史上最重要的最近合并之一。这些发现对地面直接探测实验有影响，因为磁盘倾斜改变了太阳相对于合并星系留下的暗物质子结构的相对位置。
2022-11-24 astro-ph.CO astro-ph.GA hep-ph
Globular cluster populations and the kinematical fingerprints of minor mergers
我们利用Monte Carlo $Λ$ CDM组装历史、小合并N体模拟以及晕质量与球状星团（GC）丰度之间的经验关系，用$M_{vir}(z=0)=10^{13.5}M_\odot$研究了大质量星系中晕GC的运动学性质.虽然吸积恒星晕的贡献占主导地位的大规模的卫星，我们表明，低维里质量的卫星（即低卫星-主机维里质量比，VMRs）是重要的贡献者人口的吸积GC。低VMR的吸积事件的相对贡献是最高的晕人口的蓝色GC和逐渐减少的红色GC和吸积星。作为一个结果的动力学摩擦的效率降低，轻微的合并，我们的人口宇宙吸积的蓝色GC系统的空间扩展，并具有较高的速度色散比红色GC，与观测结果一致。出于同样的原因，组装的历史，包括一个较小的合并更高的分数，在空间上扩展的GC人口的结果。GC视线速度分布的峰度为负值$κ$，最近观察到，在我们的模型中无处不在。因此，$κ<0$与吸积情景并不矛盾，事实上，它是小合并重要贡献的指纹。然而，我们的人口的吸积GC仍然主要是径向偏置，与配置文件的各向异性参数$β$是温和的径向中心（$β(r<10~{\rm kpc})\sim0.2$）和强烈的径向各向异性在大galactocentric距离（$β(r>30~{\rm kpc})\gtrsim0.6$），红色和蓝色的人口。
2018-10-26 astro-ph.CO astro-ph.GA
In the Wake of Dark Giants: New Signatures of Dark Matter Self Interactions in Equal Mass Mergers of Galaxy Clusters
合并的星系团被吹捧为限制自相互作用的暗物质的最佳探测器之一，但几乎没有模拟支持这一说法。我们模拟等质量合并的10 $^{15}$ M $_\odot$晕，像埃尔戈多和香肠集群，与宇宙学动机的晕和合并参数，并与速度无关的暗物质自相互作用。虽然合并星系团的标准知识是自相互作用导致星系和暗物质分布之间的大分离，我们发现，最大的星系-暗物质偏移量的$\lesssim~20$ ~kpc形式的自相互作用截面为$σ_\text{SI}/m_χ$ = 1 cm $^2$ /g。这是一个数量级小于所观察到的相等质量和接近相等质量的合并测量，并可能是更小的低质量系统。虽然竞争性的横截面的限制，因此不太可能出现的偏移，我们发现其他签名的自我相互作用，这是更有前途的。有趣的是，我们发现，在暗物质晕合并后，无碰撞星系（特别是Brilliant星团星系[BGC]）在100 kpc的稳定轨道上围绕合并残余物的中心振荡至少几个Gyr，$σ_\text{SI}/m_χ= 1$ ~cm $^2$ /g，在星系团松弛后很久。如果在增加气体物理、子结构、合并质量比（例如，10：1像子弹星系团），和复杂的宇宙学合并历史，观测到的BCG偏移可能限制$σ_\text{SI}/m_χ\lesssim$ 0.1 cm $^2$ /g--最严格的限制。
2016-08-30 astro-ph.CO astro-ph.GA
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
The impact of magnetic fields on cosmological galaxy mergers. I: Reshaping gas and stellar discs
合并在星系演化中扮演重要角色。特别是，重大的合并能够对星系形态产生变革性的影响。本文研究了磁场在富气主并合中的作用。为此，我们运行了一系列高分辨率磁流体动力学（MHD）放大模拟与移动网格代码Arepo和比较的结果与流体动力学模拟运行从相同的初始条件。这是第一次，磁场的影响，在主要的合并已调查在宇宙学一致的方式。与以前的非宇宙学模拟相比，我们发现，列入磁场的合并残留物的生产有很大的影响。虽然磁场不会强烈地影响整体性质，例如恒星形成历史，但它们能够显著地影响结构性质。事实上，磁流体动力学模拟一致形成的残留物扩展盘和发达的螺旋结构，而流体动力学模拟形成更紧凑的残留物，显示独特的环形态。我们支持这项工作的分辨率研究，并表明，虽然全球性能广泛收敛的分辨率和物理模型，形态差异只发展足够的分辨率。我们认为，这是由于在更高分辨率的模拟小规模发电机更有效的兴奋，导致在一个更强烈的放大场，能够更好地影响气体动力学。
2022-03-21 astro-ph.GA
How do galaxies get their baryons?
理解星系如何在宇宙时间内获得重子，它们的恒星和气体，传统上是通过两种不同的方式来实现的-理论上和观测上。一般来说，观测星系形成的方法包括测量星系的基本性质，如光度、恒星质量、旋转速度、恒星形成速率以及这些特征如何随时间演变。从理论上讲，基于宇宙学的模型整理了驱动星系组装的物理效应-星系合并，气体吸积，恒星形成和反馈等，以形成与星系观测值相匹配的预测。另一种方法是以观测的方式直接检查驱动星系组装的过程，包括反馈的影响。这是理解星系如何从气体吸积和合并中形成的一种新的“第三种方式”，直接探测这些效应，而不是依赖于旨在重现观测结果的模拟。这种理解星系形成的经验方法，包括重子的获得历史，显示了一些显着的差异与最新的星系形成模型，除了直接展示的机制，星系形成的大部分重子质量。
2011-01-29 astro-ph.CO astro-ph.GA
Nexus-CDM: Isolated Galaxy Simulations with Cosmologically Evolving Dark-Matter Halos I. Method and Validation
Research School of Astronomy and Astrophysics, Australian National University（澳大利亚国立大学天文与天体物理研究学院）；Lund Observatory, Division of Astrophysics, Department of Physics, Lund University（隆德大学物理系天体物理分部隆德天文台）
提出Nexus-CDM框架，结合孤立与宇宙学模拟优势，纳入星系质量增长，验证了浅中心梯度势中恒星盘易形成的结论。
2026-09-15 astro-ph.GA
A constant characteristic volume density of dark matter haloes from SPARC rotation curve fits
我们使用175个银河系数据库中的星系研究了暗物质晕和星系盘之间的标度关系。我们探讨了两个宇宙学动机DM晕配置文件：从DM只模拟和DC 14配置文件从流体动力学模拟的Einasto配置文件。我们使用马尔可夫链蒙特卡罗方法拟合观测到的旋转曲线，并使用近红外测光和$Λ$ CDM激励的先验来打破盘晕简并。我们发现DM晕的特征体积密度$ρ_{\rm s}$在星系光度的$\sim$ 50年内几乎是恒定的。相反，尺度半径$r_s$和特征面密度$ρ_s\cdot r_s$与星系光度相关。这些尺度关系为星系形成的宇宙学模拟提供了一个经验基准。
2018-11-01 astro-ph.CO astro-ph.GA
Gravitational Wave Bias in IllustrisTNG300 from Machine-Learned Population-Synthesis Calibrated Merger Rates
University of Waterloo（滑铁卢大学）；Perimeter Institute for Theoretical Physics（佩里尔理论物理研究所）；Massachusetts Institute of Technology（麻省理工学院）；University of Cambridge（剑桥大学）；Indian Institute of Science（印度科学学院）；The Ohio State University（俄亥俄州立大学）；California Institute of Technology（加州理工学院）
本研究开发基于模拟的框架，利用机器学习模拟器在IllustrisTNG300中填充引力波源，估计双黑洞并合的引力波偏置，发现其强于星系偏置且受金属丰度等属性影响，为未来实验提供解释框架。
2026-09-16 astro-ph.CO astro-ph.GA
Gravitational Waves from the Remnants of the First Stars
引力波为研究尚未观测到的天体提供了一种革命性的工具。特别是第一批恒星，它们被认为比现在的恒星质量更大，可以通过合并它们紧凑的残余物来间接观察。我们开发了一个自洽的，宇宙学代表性的，半解析模型来模拟第一批恒星的形成。通过外推双星演化模型在10%的太阳金属丰度的无金属的恒星，我们跟踪单个系统，直到合并的紧凑的残余物。我们估计的合并率密度和先进的激光干涉仪引力波天文台（aLIGO）的检测率的原始恒星的贡献。由于它们的质量较高，原始恒星的残余物产生了强烈的GW信号，即使它们的数量贡献相对较小。我们发现当前检测到的GW 150914是原始起源的概率为$\gtrsim1\%$。我们估计，对于最终的设计灵敏度，aLIGO每年将检测到大约1次原始BH-BH合并，尽管这个速率敏感地取决于原始初始质量函数（IMF）。反过来说，探测到总质量为$\sim 300\,\mathrm{M}_\odot$的黑洞合并，将使我们能够限制原始IMF。
2016-05-19 astro-ph.CO astro-ph.GA gr-qc
Galaxies grow their bulges and black holes in diverse ways
银河系的质量与银河系类似，有着很大的膨胀和黑洞质量;反过来，这些与其他性质相关，如恒星形成历史。虽然许多过程可能会导致凸起的形成，但预计主要和次要的合并将发挥关键作用。恒星晕提供了一个新颖和强大的测量星系合并的历史;宇宙学动机的模型预测，合并与较大的卫星产生更大的质量，更高的金属丰度恒星晕，再现最近观察到的恒星晕金属丰度质量关系。我们量化的恒星晕质量和隆起或黑洞日珥之间的关系，使用一个样本的18个银河系质量的星系与新的可用测量（或限制）恒星晕属性。在给定的恒星晕质量（或者等价地，合并历史）下，核球质量有一个数量级的范围，而黑洞质量有两个数量级的范围。低质量凸起的星系团显示了广泛的安静合并的历史，这意味着形成机制，不需要激烈的合并活动。具有大质量“经典”凸起和中心黑洞的星系也显示了广泛的合并历史。虽然其中三个星系具有与合并起源一致的巨大恒星晕，但两个星系没有-合并似乎对这两个巨大的“经典”凸起几乎没有影响。这样的星系可能是理想的实验室，可以研究通过早期富含气体的吸积、剧烈的盘不稳定性或整个宇宙时间内气体的不对准下落等途径形成的大质量凸起。
2017-02-20 astro-ph.GA
Cosmological formation and chemical evolution of an elliptical galaxy
我们的目的是研究宇宙学动机的气体落入法形成一个巨大的椭圆星系的影响，以了解其对形成的球状体的影响。我们取代经验的下落法的模型Pipino和Matteucci与宇宙学推导的下落法形成的椭圆星系。我们用观察来证明我们的预测。我们还比较了Pipino和Matteucci的结果。我们计算了有和没有银河风的模型：我们发现，没有风的模型预测了一个太大的电流SNIa率。特别是，宇宙学模型产生的电流SNIa比观测值高出约10倍。此外，没有风的模型预测当前的SNII率很大，即使与最近的GALEX数据相比也太大了。另一方面，如果与GALEX给出的恒星形成历史相比，预测的有风模型的SNII速率太低。最后但并非最不重要的是，在模拟星系的主要恒星星族的[Mg/Fe]比的平均值，宇宙学模型预测，是太低，如果与观测相比。这是一个非常重要的结果，表明宇宙学的下落定律与化学演化相反。从宇宙学导出的椭圆星系的下落定律不能再现观测所给出的所有化学约束。问题在于，宇宙学推导出的下落定律意味着缓慢的气体吸积，因此恒星形成率在很长一段时间内都很活跃。在这种情况下，低[Mg/Fe]比产生的占主导地位的恒星星族在一个典型的椭圆，在与观测的差异。
2009-02-16 astro-ph.GA
Halo Occupation Distributions of Moderate X-ray AGNs through Major and Minor Mergers in a $Λ$-CDM Cosmology
受Allevato et al.（2012）在COSMOS领域中最近推断的X射线选定活动星系核晕占据分布（HOD）形式的启发，我们使用一个基于$Λ$ -CDM宇宙学中暗物质晕（DMH）之间合并活动的简单模型，研究了中等亮度X射线活动星系核（mXAGN）的HOD性质。在上述情况下，在$z=0.5$模拟的mXAGN的HOD和数密度与Allevato等人（2012）的结果进行比较。我们发现，模拟的HOD的主要和次要合并，和观察到的mXAGN是一致的。我们的主要结果是，未成年人合并，相反，人们可能会期望，可以发挥重要作用的活动mAGN。
2015-10-28 astro-ph.CO astro-ph.GA
A Multi-Resolution Method for Modelling Galaxy and Massive Black Hole Mergers
提出一种多质量建模方法提升星系模型中心分辨率，发现质量细化方案能将双星偏心率和并合时标的数值散布降至30%以下，为引力波背景的天体物理解释提供准确估计。
2024-02-16 astro-ph.GA
Stellar velocity dispersion and initial mass function gradients in dissipationless galaxy mergers
恒星初始质量函数（IMF）在早型星系（ETG）中被认为是不通用的。用所谓的IMF失配参数$α_{\rm IMF}$来参数化IMF，它是恒星系综的恒星质光比的度量，因此也是IMF的“重”的度量，人们发现对于ETG $α_{\rm e}$，（即在有效半径$R_{\rm e}$内积分的$α_{\rm IMF}$）随$σ_{\rm e}$增加（在$R_{\rm e}$内积分的视线速度分散$σ_{\rm los}$），并且在同一ETG内，$α_{\rm IMF}$倾向于向外减小。我们研究了无耗散（干）合并对ETG中IMF失配参数$α_{\rm IMF}$分布的影响，使用的二进制主要和次要合并模拟的结果。我们发现，干合并倾向于使ETGs的$α_{\rm IMF}$配置文件变浅，但不改变显着的空间分辨$σ_{\rm los}α_{\rm IMF}$空间中的分布的形状。个别星系进行干合并往往会减少其$α_{\rm e}$，由于侵蚀的$α_{\rm IMF}$梯度和混合的恒星星族与较轻的IMF。它们的$σ_{\rm e}$可以减少或增加，这取决于合并轨道参数和质量比，但往往减少宇宙学动机的合并历史。$α_{\rm e}$ - $σ_{\rm e}$的关系可以随着红移而变化，这是单个ETG演化的结果：基于一个简单的干合并模型，给定$σ_{\rm e}$的ETG预计在更高的红移处具有更高的$α_{\rm…
2020-09-11 astro-ph.GA
$\texttt{Mangrove}$: Learning Galaxy Properties from Merger Trees
Princeton University（普林斯顿大学）；Flatiron Institute（弗莱提荣研究所）；Carnegie Mellon University（卡内基梅隆大学）；Catholic University of America（美国天主教大学）
如何有效地将重子性质映射到暗物质上是天体物理学的一个主要挑战。虽然半解析模型（SAMs）和流体动力学模拟在宇宙学上重要的体积中再现星系观测值方面取得了令人印象深刻的进展，但这些方法仍然需要大量的计算时间，这对许多应用来说是一个障碍。图神经网络（GNN）最近被证明是学习物理关系的自然选择。在天体物理学中发现的最本质的图形结构是编码暗物质晕演化的暗物质合并树。在本文中，我们介绍了一个新的，基于图形的仿真器框架，$\texttt{Mangrove}$，并表明，它模拟银河系恒星质量，冷气质量和金属丰度，瞬时和时间平均的恒星形成率，黑洞质量-由SAM预测-与均方根误差高达2倍低于其他方法在40秒内通过$(75 Mpc/h)^3$模拟框，比地对空导弹快4个数量级。我们表明，$\texttt{Mangrove}$允许量化的星系属性的合并历史的依赖。我们将我们的结果与该领域的现有技术进行比较，并显示出所有目标属性的显着改进。$\texttt{Mangrove}$是公开的。
2022-10-24 astro-ph.GA astro-ph.IM cs.LG
An improved prescription for merger time-scales from controlled simulations
我们比较三个分析处方合并时间从文献中孤立的合并模拟。我们探测了这颗卫星的三种不同的红移，以及几种晕浓度、质量比、轨道圆度和轨道能量。我们发现，在文献中提供的处方显着低于预测的长期尺度合并在高红移。我们认为，这些结果并没有突出显示以前要么是因为卫星星系的晕浓度的演变被忽视（在以前的孤立合并模拟），或者因为合并时间长，合并与高初始轨道圆度是代表不足（处方的基础上宇宙学模拟）。受固定质量下晕浓度演化的影响，在红移0<z<2的范围内，将对红移的显式依赖性添加为t_merger，修正（z）=（1+z）^0.44 t_merger到基于孤立合并的处方中，使预测的合并时间显著改善，最高可达~20 t_dyn。当这个修改后的处方被用来计算星系恒星质量函数，我们发现，它导致了25%的低质量星系的数量增加，在z=0时，更大的星系增加了10%。这使得星系形成的分级模型对低质量星系数量的过度预测更加恶化。
2013-05-04 astro-ph.CO astro-ph.GA
Active galactic nucleus driven jet feedback in cosmologically forming cool-core galaxy clusters I: The effect of hierarchical assembly on intra-cluster medium properties
Leibniz Institute for Astrophysics Potsdam (AIP)（波茨坦阿基米德天体物理研究所）；Niels Bohr Institute（尼尔斯·玻尔研究所）；Universität Potsdam（波茨坦大学）；Max-Planck-Institut für Astrophysik（马克斯·普朗克天体物理研究所）
通过流体动力学模拟，研究层级并合与活动星系核喷流反馈对冷核星系团内介质的影响，发现宇宙学模拟能再现观测到的热力学轮廓和多相结构，而孤立模拟则不能。
2026-06-24 astro-ph.GA
Merging galaxies and clusters: Insights into the role of magnetic fields and the physics of radio relics
Universität Potsdam（波茨坦大学）；Leibniz-Institut für Astrophysik Potsdam (AIP)（波茨坦阿基米德天体物理研究所）
利用高分辨率宇宙磁流体动力学模拟，研究星系合并中的磁场及星系团中射电遗迹的起源，以探究合并在星系和星系团演化中的作用及相关物理机制。
2026-07-17 astro-ph.GA astro-ph.HE
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
A binary black hole merger rate comparison within the same metallicity-star formation rate framework
Universität Heidelberg（海德堡大学）；SISSA（的里雅斯特国际高等研究学校）；University of Trento（特伦托大学）；Università di Padova（帕多瓦大学）；INFN, Sezione di Padova（意大利国家核物理研究所帕多瓦分部）
本研究通过多代码多参数分析，发现依赖金属丰度的恒星形成率框架下的双黑洞种群合成模型普遍高估局域双黑洞并合率，提出需采用更强诞生踢或非标准质量转移等模型缓解张力。
2026-10-16 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
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
Supermassive black holes in merger-free galaxies have higher spins which are preferentially aligned with their host galaxy
使用Horizon-AGN模拟发现无并合星系中超大质量黑洞自旋更高且更可能与星系自旋对齐，其生命周期主要处于射电反馈模式，表明射电模式AGN反馈可能调节SMBH-星系共同演化。
2023-06-13 astro-ph.GA
Modelling the accretion and feedback of supermassive black hole binaries in gas-rich galaxy mergers
我们引入了一个新的模型的吸积和反馈的超大质量黑洞（SMBH）的二进制文件的KETJU代码，这使我们能够解决的演变SMBH二进制文件的分离几十个史瓦西半径的富气体星系合并。我们的亚网格二进制吸积模型扩展了广泛使用的Bondi-Hoyle-Lyttleton吸积到二进制阶段，并采用优惠的质量吸积到二次SMBH，这是出于小规模的流体动力学circumbinary光盘模拟的结果。我们使用纯热或纯动力学活动星系核（AGN）反馈进行理想化的富气盘星系合并模拟。我们的双星吸积模型提供了更多的物理动机SMBH质量比，这是计算引力波（GW）引起的反冲速度的关键参数之一。我们模拟的SMBH双星的合并时间尺度在$t_{\rm merge}{\sim} 10$ - $400$ Myr范围内。等质量的星系合并导致最短的合并时间尺度，因为它们经历了最强烈的恒星爆发，随之而来的高恒星密度导致了快速的SMBH合并。与热AGN反馈相比，动力学AGN反馈预测更长的合并时间尺度，并导致更多的核心恒星轮廓，因为它更有效地从星系中心去除气体和淬灭恒星形成。这表明活动星系核反馈的实现在模拟SMBH聚结中起着至关重要的作用。我们的模型将有助于改善模拟SMBH合并在富含气体的星系，即将到来的LISA GW天文台的主要目标。
2023-02-18 astro-ph.GA
Influence of mergers on LyC escape of high redshift galaxies
本研究利用TNG50模拟和约60万个高红移星系，通过解析模型探究星系并合对LyC逃逸率的影响，发现并合可显著提升逃逸率，且高密度区星系的气体流入也有贡献，为JWST观测到的高红移电离区现象提供了解释。
2024-12-05 astro-ph.CO astro-ph.GA
Reconciling Mass Functions with the Star-Forming Main Sequence Via Mergers
我们结合恒星形成沿“主序星”，静止，集群和合并产生一个经验模型的个别星系的演变。主序星的形成会使恒星的质量函数向低红移方向倾斜，这与观测结果有很大的矛盾。然而，恒星形成和合并的组合产生了一致的结果，正确选择合并率函数。因此，我们有动机提出一个模型，其中层次合并是断开与环境无关的恒星形成。该模型可以通过关联函数进行测试，并将产生新的聚类和合并约束。
2017-03-01 astro-ph.GA
Leaving No Branches Behind: Predicting Baryonic Properties of Galaxies from Merger Trees
提出基于图神经网络的模型，从暗物质晕并合树预测星系重子性质，在TNG300模拟上高精度恢复恒星质量、颜色等，优于现有方法。
2023-11-15 astro-ph.GA astro-ph.IM
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
Dynamics of Merging Galaxy Clusters from Simulated Analogs
合并的星系团可能提供了一个独特的窗口，了解暗物质的行为和成员星系的演化。为了解释这些自然对撞机实验，我们必须考虑自近心点通过（TSP）以来已经过去了多少时间，合并子团的最大相对速度，合并阶段（在第一个近心点后出站或返回第二个近心点），以及其他无法直接观察到的动力学参数。这些量通常是从分阶段模拟或分析时间参数推断出来的，这些参数既不包括子结构、大尺度结构，也不包括宇宙学意义上的碰撞参量范围。我们包括所有这些影响，从模拟系统中提取动力学参数的宇宙学n体模拟，我们提出了11个观察到的系统的约束。TSP和视角，我们得到的是一致的，与那些阶段的流体动力学模拟，但我们发现较低的最大速度。分析MCMAC方法相比，我们发现较低的TSP，和视角，把分离矢量更接近天空的平面，我们把这归因于零近心距离的MCMAC假设。我们讨论了潜在的扩展的基本模拟方法以及方法之间的互补性。
2019-07-22 astro-ph.CO astro-ph.GA
Predicting the binary black hole population of the Milky Way with cosmological simulations
双星黑洞是大质量恒星演化的主要终点。它们的性质提供了一个独特的机会来限制二元进化，这仍然是知之甚少。本文预测了银河系中/周围双星黑洞及其合并产物的清单，并详细描述了它们的主要性质。我们提出了一个高分辨率的银河系质量的星系与二进制人口合成模型的宇宙学模拟的第一个组合。来自FIRE项目的流体动力学模拟为银河系及其恒星晕和卫星提供了宇宙学上真实的恒星形成历史。我们应用一个依赖于金属性的演化模型的恒星粒子产生个别的二元黑洞。我们发现，一百万个双黑洞已经合并在模型银河系，和300万个双星仍然存在，与平均质量为28 Msun每双星。由于黑洞的祖先偏向于低金属量的恒星，一半的双星存在于恒星晕和卫星中，40%的双星形成于主星系之外。这种趋势随着黑洞质量的增加而增加。合并系统的数量和质量分布与LIGO/Virgo探测兼容。对这些黑洞的观测将是具有挑战性的，无论是用电磁方法还是LISA。我们发现，一个宇宙学上现实的恒星形成的历史，自洽的金属富集和银河系吸积的历史，是确定二进制黑洞率，可以与观测约束大规模的二进制演化的关键成分。
2018-07-20 astro-ph.GA
An astrophysically motivated ranking criterion for low-latency electromagnetic follow-up of gravitational wave events
我们研究了跨宇宙时间的致密双星合并的宿主星系的性质。为此，我们结合人口合成模拟与星系目录从流体动力学宇宙学模拟EAGLE导出的主机星系的性质的双中子星（BNS），黑洞-中子星（BHNS）和双黑洞（BBH）合并。在这个框架内，我们推导出宿主星系的概率，即，一个星系拥有一个紧密双星合并的概率，它是恒星质量、恒星形成率、$K_s$星等和$B$星等的函数。这个量对于引力波（GW）源的低延迟搜索特别重要，因为它提供了一种方法来对位于给定GW检测的天空中的可信区域内的星系进行排名，从而减少可行的主机候选者的数量。此外，即使没有检测到电磁对应物，建议的排名标准仍然可以用来分类的错误框中包含的星系。我们的结果表明，大质量星系（或相当于在$K_s$波段具有高光度的星系）有更高的概率举办BNS，BHNS和BBH合并。我们提供了一个合适的格式，以实现在未来的低延迟搜索的概率。
2020-05-06 astro-ph.GA astro-ph.HE
Search for spatial coincidences between galaxy mergers and Fermi-LAT 4FGL-DR4 sources
本研究系统搜索3,166个形态学选出的星系并合体与Fermi-LAT 4FGL-DR4伽马射线源的空间关联，发现21个显著匹配，支持并合触发AGN活动的假说，并揭示潜在新伽马射线源群体。
2025-08-31 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
The imprint of galaxy mergers on satellite planes in a cosmological context
基于IllustrisTNG模拟，本文首次在宇宙学背景下统计检验星系主并合对卫星星系平面的影响，发现并合无法有效形成观测到的扁平相干卫星平面，仅能略微增强相空间相关性。
2023-07-06 astro-ph.GA
Relationship between star formation rate and black hole accretion at z=2: The different contributions in quiescent, normal and starburst galaxies
我们研究了$1.5<z<2.5$星系中黑洞吸积率（BHAR）和恒星形成率（SFR）的协同演化，与以往的研究相比，$1.5<z<2.5$星系显示出更大的恒星形成特性的多样性.我们结合X射线堆积和远红外测光的恒星质量有限的样本正常恒星形成，星爆和静止/淬火星系在宇宙领域。我们证实了正常恒星形成星系的BHAR（即X射线光度，L_X）和恒星质量（M*）之间存在很强的相关性，尽管发现了比以前报道的更陡峭的关系。我们发现，星爆显示BHAR的3倍增强相比，正常的SF星系（对SFR的6个过剩的因素），而宁静显示在给定的质量的一个因素5.5赤字。一种可能的解释是，恒星暴阶段与宇宙学相关的BH增长并不一致，或者恒星暴引发的合并在提高SFR方面比BHAR更有效。与基于小样本的研究相反，我们发现主序星星系的BHAR/SFR比不是质量不变的，而是弱标度为M*^（0.43 \pm 0.09}，这意味着在$z\sim2$质量更大的星系中BH增长更快。此外，在星暴期间BHAR/SFR比MS星系低2倍，这与流体动力学模拟的星系合并过程中L_X/SFR突然增强的预测不一致。最后，我们估计宇宙在$z\sim2$的吸积密度大部分与正常的恒星形成系统有关，只有6（+/-1）%和11（+/-1）%分别与星暴和静止星系有关。
2015-01-19 astro-ph.GA
Disrupted dwarf binary merger as the possible origin of NGC 2419 and Sagittarius stream substructure
本研究通过$N$体模拟提出，卫星矮星系对经历坠落前合并后坠入宿主，可解释NGC 2149与Sagittarius残骸的巨大分离及Sagittarius流的复杂特征。
2023-08-03 astro-ph.GA
The origin of prolate rotation in dwarf spheroidal galaxies formed by mergers of disky dwarfs
受M31的矮球状伴星Andromeda II中恒星长轴自转的发现启发，我们通过盘状矮星系的合并来研究它的起源。我们模拟了两个相同的矮星之间的合并事件，改变其磁盘相对于轨道的初始倾角和轨道角动量的量。在径向轨道上，合并残留物中的长轴旋转量与盘的倾角密切相关，并且很好地理解为由于盘沿合并轴的角动量分量守恒。对于非径向轨道，如果轨道的角动量最初并不比圆盘的固有角动量大得多，则仍然可以产生长轴旋转。具有显著旋转的残留物的轨道结构主要是由在中心的盒形轨道和在外部的长轴管。在垂直于长轴的平面上的恒星轨道的频率分析揭示了两个家庭的存在大致对应于内部和外部长轴管。内管的比例是最大的残留物形成的磁盘取向最垂直的最初和负责的四四方方的形状的星系。我们的结论是，长轴旋转的结果合并与各种初始条件，没有微调是必要的，以重现这一功能。我们比较我们的合并残余物的性质，从潮汐搅拌的情况下产生的矮星和仙女座II的数据。
2015-10-09 astro-ph.GA
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
GASTRO library I: the simulated chemodynamical properties of several GSE-like stellar halos
银河系的恒星晕包含了古代合并的遗迹，讲述了我们银河系形成的故事。其中一些是由于它们在能量、作用和化学方面的相似性而被确定的，被称为“化学动力学空间”，并且通常归因于不同的合并事件。我们还知道，我们的银河系经历了一个重要的合并事件，在第一个Gyr期间塑造了当地的恒星晕。以前的研究使用$N$ -身体只有宇宙学流体动力学模拟表明，这种单一的大规模合并可以产生几个“签名”的化学动力学空间，这可能会被误解为不同的合并事件。基于此，我们使用GASTRO的一个子集，它包含了几个类银河系单吸积事件的SPH+ $N$ -体模型。在这里，我们研究模型的轨道特性类似于我们的银河系的主要合并事件，并探讨已知的恒星晕子结构的影响。我们发现：$i.$超新星反馈效率影响卫星的结构和轨道演化，导致具有相同初始条件的模型具有不同的化学动力学特征，$ii.$非常逆行的高能恒星是吸积矮星系中最贫金属的，可能被误解为独特的合并$iii.$在我们的模型中，最受束缚的恒星更富含金属，与银河系中观察到的相反，暗示了二次大规模合并，最后是$iv.$我们的模型可以将其他已知的亚结构与一个独特的祖先相协调。
2022-09-17 astro-ph.GA
Black Hole Binary Formation in AGN Discs: From Isolation to Merger
本文通过首次三维全局流体动力学模拟，系统研究恒星质量黑洞双星在 AGN 盘中的捕获、硬化与并合过程，揭示顺行与逆行双星不同的偏心率演化机制，并证明 AGN 盘可成为黑洞高效并合渠道。
2023-06-23 astro-ph.GA
Tidal disruption event rates in galaxy merger remnants
潮汐破裂事件（TDEs）的速率敏感地依赖于银河系中央区域的恒星性质。模拟显示，星系合并会导致气体流入，引发核恒星爆发，增加中心恒星密度。出于这些数值结果，并通过观察到的过度代表性的后星暴星系之间的TDE主机，我们研究的TDE率的演变在高分辨率的流体动力学模拟的星系合并，在其中我们捕获的恒星密度的演变周围的大质量黑洞（BH）。我们应用损失锥理论的分析估计，使用模拟的恒星密度分布，估计TDE率的时间演化。在第二近心点，一个核星爆提高了黑洞周围的恒星密度在质量最小的星系，导致增强的TDE率周围的次级黑洞，虽然幅度和持续时间的增加取决于恒星形成的随机性非常小的尺度。主黑洞周围的中心恒星密度保持相当恒定，其TDE率也是如此。双星形成后，恒星密度降低，TDE率也降低。
2020-10-08 astro-ph.GA astro-ph.HE
Decomposing the growth mechanisms of galaxies over the last 10 billion years
The University of Western Australia（西澳大学）；University of Southampton（南安普顿大学）；INAF-Osservatorio Astronomico di Brera（意大利国家天体物理研究所布拉拉天文台）；EPFL Laboratory of Astrophysics (LASTRO)（洛桑联邦理工学院天体物理学实验室）；NAF-Osservatorio Astrofisico di Arcetri（意大利国家天体物理研究所阿切特里天文台）；Sydney Institute for Astronomy, School of Physics, University of Sydney（悉尼大学物理学院天文学研究所）；Department of Astrophysics, University of Vienna（维也纳大学天体物理系）
研究通过探索并合机制及恒星质量积累过程，强调对10米级多目标光谱设施的需求。
2026-01-21 astro-ph.GA
The structural evolution of galaxies with both thin and thick discs
我们进行控制的N体模拟盘星系内生长的活暗物质（DM）晕到今天的星系，包含薄和厚盘。我们考虑两种类型的模型：a）厚盘初始条件，在近圆轨道上的恒星连续添加超过10 Gyr和b）模型，其中恒星的出生速度色散在相同的时间尺度上连续减少。我们表明，这两个计划产生的双指数垂直配置文件类似的银河系（MW）。我们指出如何空间年龄结构的星系可以用来区分的情况。我们发现，厚光盘的存在显着改变和延迟酒吧的形成，从而使可能的模型与现实的酒吧和高重子DM质量比的中心区域，所需的微透镜约束。我们研究如何在恒星和DM的径向质量分布是由光盘的增长和非轴对称的影响。我们讨论了如何酒吧屈曲形状的薄和厚盘星在酒吧区域的垂直年龄分布。在何种程度上的结合观察动机的内-外生长的历史和宇宙学动机的暗晕属性导致自发形成的非轴对称，转向模型对当今MW类星系是值得注意的。
2017-06-13 astro-ph.GA
