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arXiv 2303.08088astro-ph.GA
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宇宙网环境对星系熄灭的演化效应

The Evolving Effect Of Cosmic Web Environment On Galaxy Quenching

Farhanul Hasan, Joseph N. Burchett, Alyssa Abeyta, Douglas Hellinger, Nir Mandelker, Joel R. Primack, S. M. Faber, David C. Koo, Oskar Elek, Daisuke Nagai

备注：
Accepted for publication in ApJ. 5 Figures
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AI总结：

本文利用 IllustrisTNG 模拟和 DisPerSE 框架重建宇宙网，发现星系熄灭在 z<2 时受宇宙网环境影响，低质量卫星星系在节点和纤维结构附近分别因气体剥离和饥饿而熄灭，高质量星系在近节点处恒星形成回升。

摘要：

我们通过使用 DisPerSE 框架重建每个快照内的宇宙网，研究了宇宙网结构如何在 IllustrisTNG (TNG100) 宇宙学模拟中影响星系熄灭。我们测量了恒星质量 $\log(M_{\ast}/\mathrm{M}_{\odot}) \geq 8$ 的每个星系到最近节点（$d_{\mathrm{node}}$）和最近纤维状结构脊柱（$d_{\mathrm{fil}}$）的共动距离，以研究中位比恒星形成率（<sSFR>）和中位气体分数（<$f_{\mathrm{gas}}$>）对这些距离的依赖关系。我们发现星系的 <sSFR> 仅在 $z<2$ 时依赖于宇宙网环境，且这种依赖性随时间增加。在 $z\leq0.5$ 时，$8 \leq \log(M_{\ast}/\mathrm{M}_{\odot}) < 9$ 的星系在 $d_{\mathrm{node}}\lesssim1$~Mpc 处被熄灭，并在 $d_{\mathrm{fil}}\lesssim1$~Mpc 处具有显著受抑的恒星形成，这些趋势主要由卫星星系驱动。在 $z\leq1$ 时，与 $\log(M_{\ast}/\mathrm{M}_{\odot}) <10$ 的星系 <sSFR> 随 $d_{\mathrm{node}}$ 和 $d_{\mathrm{fil}}$ 减少而单调下降相反，$\log(M_{\ast}/\mathrm{M}_{\odot}) \geq 10$ 的星系（包括中心星系和卫星星系）在 $d_{\mathrm{node}}\lesssim0.2$~Mpc 处经历了 <sSFR> 的回升。恒星形成活动的这种宇宙网依赖性很大程度上可以通过 <$f_{\mathrm{gas}}$> 的演化来解释。我们的结果表明，在过去约 10 Gyr 中，低质量卫星星系在节点附近的密集环境中因快速气体剥离而被熄灭，并在纤维状结构附近的中等密度环境中因逐渐的气体饥饿而被熄灭，而在更早时期，宇宙网结构有效地将冷气体引导至大多数星系中。需要最先进的正在进行的光谱巡天（如 SDSS 和 DESI），以及计划使用 Subaru Prime Focus Spectrograph、JWST 和 Roman 的巡天，来通过观测检验我们的预测。

英文摘要：

We investigate how cosmic web structures affect galaxy quenching in the IllustrisTNG (TNG100) cosmological simulations by reconstructing the cosmic web within each snapshot using the DisPerSE framework. We measure the comoving distance from each galaxy with stellar mass $\log(M_{\ast}/\mathrm{M}_{\odot}) \geq 8$ to the nearest node ($d_{\mathrm{node}}$) and the nearest filament spine ($d_{\mathrm{fil}}$) to study the dependence of both median specific star formation rate (<sSFR>) and median gas fraction (<$f_{\mathrm{gas}}$>) on these distances. We find that the <sSFR> of galaxies is only dependent on cosmic web environment at $z<2$, with the dependence increasing with time. At $z\leq0.5$, $8 \leq \log(M_{\ast}/\mathrm{M}_{\odot}) < 9$ galaxies are quenched at $d_{\mathrm{node}}\lesssim1$~Mpc, and have significantly-suppressed star formation at $d_{\mathrm{fil}}\lesssim1$~Mpc, trends driven mostly by satellite galaxies. At $z\leq1$, in contrast to the monotonic drop in <sSFR> of $\log(M_{\ast}/\mathrm{M}_{\odot}) <10$ galaxies with decreasing $d_{\mathrm{node}}$ and $d_{\mathrm{fil}}$, $\log(M_{\ast}/\mathrm{M}_{\odot}) \geq 10$ galaxies - both centrals and satellites - experience an upturn in <sSFR> at $d_{\mathrm{node}}\lesssim0.2$~Mpc. Much of this cosmic web dependence of star formation activity can be explained by an evolution in $<f_{\mathrm{gas}}>$. Our results suggest that in the past $\sim$10 Gyr, low-mass satellites are quenched by rapid gas stripping in dense environments near nodes and gradual gas starvation in intermediate-density environments near filaments, while at earlier times cosmic web structures efficiently channeled cold gas into most galaxies. State-of-the-art ongoing spectroscopic surveys such as SDSS and DESI, as well as those planned with the Subaru Prime Focus Spectrograph, JWST and Roman, are required to test our predictions against observations.

机构、总结、中文摘要均由AI分析而来，可能存在错误，请以论文正文为准。

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