The special growth history of central galaxies in groups and clusters
星系群和星系团中的中央星系（CG）被认为在早期形成并聚集了相当大一部分恒星质量，但它们也通过星系自食在晚期吸积了相当大的质量，即与经历动力学摩擦的伴星群或星系团星系合并。这些合并对CG的结构和运动学的影响不仅取决于吸积卫星的性质，而且还取决于相遇的轨道参数。在这里，我们提出了数值模拟的结果，旨在估计合并的卫星的轨道参数的分布由CG在组和集群中的蚕食。由于动力摩擦，卫星轨道的演变损失了能量和角动量，没有明显的轨道圆化趋势。中心卫星相遇的轨道参数的分布是显着不同的分布中发现的晕晕合并在宇宙学模拟。被CG吸积的卫星的轨道平均来说比宇宙学的晕-晕相遇的轨道约束更小，偏心率也更小。我们提供了适合的中央卫星合并轨道参数的分布，可用于研究合并驱动的CG的标度关系的演变。
2017-01-13 astro-ph.GA
The Auriga Stellar Haloes: Connecting stellar population properties with accretion and merging history
我们研究恒星晕的御夫座模拟，一套30宇宙磁流体动力学高分辨率模拟银河系质量的星系与移动网格代码AREPO。我们研究晕的全球性和径向配置文件到$\sim 150$ kpc的每个星系。御夫座晕在质量和密度分布、平均金属丰度和金属丰度梯度、年龄和形状上各不相同，反映了其吸积和合并历史中固有的随机性。与附近的晚型星系的观测比较显示，大多数观测和模拟晕属性之间非常好的协议。然而，御夫座光环通常太大了。我们发现人口梯度和大规模组装的历史之间的连接：星系与几个显着的祖先有更多的大规模晕，拥有大的负晕金属丰度梯度和陡峭的密度分布。吸积星系的数量，无论是破裂或破裂，贡献90%的吸积晕质量范围从1到14，中位数为6.5，它们的恒星质量跨越三个数量级。观测到的晕质量-金属丰度关系很好地再现了御夫座，是由恒星质量和金属丰度的主要卫星贡献者。这种关系不仅被发现的吸积组件，但也为总（吸积+原位）恒星晕。我们的研究结果突出了可观测的晕属性来推断星系的组装历史的潜力。
2019-02-21 astro-ph.CO astro-ph.GA
Gravitational-wave merging events from the dynamics of stellar mass binary black holes around the massive black hole in a galactic nucleus
研究了包含大质量黑洞（MBH）的星系核中恒星质量双星黑洞（BBH）的动力学演化。为了更全面地研究它们的合并事件，我们同时考虑了BBH的非共振弛豫和共振弛豫，BBH与场星的双星-单星相遇，Kozai-Lidov（KL）振荡以及BBH与中心MBH的近距离相遇，这些事件通常会导致双星的潮汐破裂。由于BBH通常比背景星重，它们通过质量分离下沉到中心，使得KL振荡成为合并BBH的重要影响。双星-单星碰撞不仅可以导致BBH的软化和电离，还可以使它们硬化，从而显著提高合并速率。BBH的合并主要是由包含质量小于$10^8 M_\odot$的MBH的星系贡献的，并且总事件速率可能在$1$ - $10$ Gpc $^{-3}$ yr $^{-1}$的数量级，取决于对核团的详细假设。当引力波振荡频率进入LIGO波段（$10$ \，Hz）时，这些BBH并合的$3-10\%$约有偏心率$\ge 0.01$。我们的研究结果表明，星系核内的BBH合并是Advanced LIGO/Virgo探测器探测到的合并事件的一个重要来源，当事件积累足够多时，可以将其与来自星系场和球状星团的BBH合并区分开来。
2019-04-19 astro-ph.GA gr-qc
The Contribution Of Outer HI Disks To The Merging Binary Black Hole Population
我们研究了外HI盘对合并黑洞双星的可观测人口的贡献。像矮星系一样，螺旋星系的外HI盘比螺旋星系的内盘有较低的恒星形成率和较低的金属丰度。由于低金属量恒星的形成比典型的恒星形成能产生更多可探测的致密双星，螺旋星系外围的环境可能有利于产生大量的大质量双星黑洞。我们认为在这里既详细的控制模拟的螺旋和宇宙学模拟，以及目前的范围内的金属丰度和恒星形成的外磁盘的观测值。我们发现，外部HI磁盘至少尽可能多的矮星系所观察到的LIGO/室女座的检测率。确定合并的大质量黑洞的宿主星系应该提供对宇宙学参数的约束，并深入了解双星合并的形成通道。
2017-10-25 astro-ph.GA
Merging Filaments and Hub Formation in the G083.097$+$03.270 Molecular Complex
本文通过CO多谱线观测发现G083.097+03.270中两条纤维并合形成致密枢纽，速度梯度与湍流驱动质量积累，进而触发大质量恒星形成，为“纤维到星团”范式提供基准。
2023-09-25 astro-ph.GA
The locations of features in the mass distribution of merging binary black holes are robust against uncertainties in the metallicity-dependent cosmic star formation history
本文提出了一个金属丰度依赖的宇宙恒星形成历史解析函数，发现并合双黑洞质量分布的特征位置对该函数的不确定性具有鲁棒性，有助于约束相关形成物理。
2023-02-27 astro-ph.GA astro-ph.HE astro-ph.SR
The Massive and Distant Clusters of WISE Survey IX: High Radio Activity in a Merging Cluster
本文对MOO J1506 + 5137星系团中$z$ = 1.09 $\pm$ 0.03的射电星系群进行了多波长的研究，在以前的研究中，我们发现该星系团具有多个复杂的射电源。这项工作中使用的组合数据集包括来自低频阵列两米巡天（LoTSS）的数据，NSF的Karl G。Jansky甚大阵列（VLA），罗伯特C。伯德绿岸望远镜（GBT），斯皮策太空望远镜和暗能量相机遗产调查（DECaLS）。我们发现有5个射电源，它们都位于距星团中心500 kpc（$\sim$ 1 $^{\prime}$）以内，其射电光度$P_{\mathrm{1.4GHz}}$> 1.6 $\times$ 10 $^{24}$ W Hz $^{-1}$.典型的宿主星系是星系团中恒星质量最高的星系。大质量星系群中异常的射电活动似乎与星系团的动力学状态有关。星系的分布表明正在进行合并，在主星系团的西北部发现了一个子星系。此外，五个源中的两个被分类为双尾源，其中一个是潜在的广角尾（WAT）/混合形态射电源（HyMoRS），指示动态环境。该星团也位于WISE巡天的大质量和遥远星团（MaDCoWS）中其他合并星团所占据的质量丰富度平面区域。这些数据表明，在合并阶段，射电活动可以显着增强，这将有助于观察到的趋势，即随着红移的增加，星团中的射电活动增加。
2021-01-20 astro-ph.GA
Major Merging History in CANDELS. I. Evolution of the Incidence of Massive Galaxy-Galaxy Pairs from z=3 to z~0
理论上预测，在大质量星系发展的高峰期（$1{\leq}z{\leq}3$），主要星系-星系合并的速率会随着红移而稳步增加。我们使用密对统计来客观地研究大质量星系（恒星$M_{1}{\geq}2{\times}10^{10}M_{\odot}$）托管主要伴星（$1{\leq}M_{1}/M_{2}{\leq}4$ ;即，$<$ 4：1）在跨越$0{<}z{<}3$的六个时期。我们从一个几乎完整的，质量有限的（$\geq5{\times}10^{9}M_{\odot}$）样本的23,696个星系在五个坎德尔领域和SDSS选择同伴。利用$5-50$ kpc投影分离和近红移邻近判据，我们发现基于恒星质量比（MR）选择的主伴分数$f_{\mathrm{mc}}(z)$从6%（$z{\sim}0$）增加到16%（$z{\sim}0.8$），然后在$z{\sim}1$处翻转，最后下降到7%（$z{\sim}3$）。相反，如果我们使用一个主要的F160 W通量比（FR）的选择，我们发现，$f_{\mathrm{mc}}(z)$稳步增加，直到$z=3$由于增加的污染，从次要（MR $>$ 4：1）同伴在$z>1$。我们表明，这些进化趋势是统计上强大的同伴接近的变化。我们发现，当选择标准紧密匹配时，已发表结果之间的分歧得到解决。如果我们使用常数分数到率转换因子（$C_{\mathrm{merg,pai…
2017-12-18 astro-ph.GA
Searching for bulk motions in the ICM of massive, merging clusters with Chandra CCD data
我们寻找大规模集群的集群内介质（ICM）的散装运动显示正在进行或最近的主要合并与空间分辨光谱{ \sl钱德拉} CCD数据的证据。我们确定了一个样本的6个合并集团与$>$ 150 ks { \sl钱德拉}曝光的红移范围$0.1 < z < 0.3$。通过对根据表面亮度选择的ICM投影区域进行X射线光谱分析，我们得到了所有这些星系团的投影红移图。在对测量的X射线红移$z_{\rm X}$的统计和系统不确定性进行了稳健的分析后，我们检查了ICM静止时的全局$z_{\rm X}$分布是否与预期的不同。在A2142和A115中，我们发现了大于3 $σ$的显著体运动的证据，在A2034和A520中，$σ$小于2 $σ$。专注于单个区域，我们确定了显着的本地化速度差异，在所有的合并集群。我们还进行了同样的分析，两个放松集群没有签名的最近合并，没有发现散装运动的迹象，正如预期的那样。我们的研究结果表明，深{ \sl钱德拉} CCD数据使我们能够确定在$0.1<z<0.3$的大规模合并集团的ICM中的$v_{\rm BM} >$ 1000\ ${\rm km\ s^{-1}}$水平的整体运动的存在。虽然CCD光谱分辨率不足以对ICM动力学进行详细分析，但{ \sl Chandra} CCD数据构成了补充未来X射线飞行任务中X射线测辐射热计的关键诊断工具。
2016-03-23 astro-ph.CO astro-ph.GA
The role of Massive Black Holes in merging star clusters: dynamical evolution, stellar & compact object ejections and gravitational waves
本研究通过BIFROST直接N体模拟表明，并合恒星团中的500 M_⊙大质量黑洞双星会驱动大量高速恒星与恒星级黑洞抛射，并可能在哈勃时间内并合产生引力波。
2025-03-14 astro-ph.GA
Major Merging: The Way to Make a Massive, Passive Galaxy
我们分析了投影轴比分布，p（b/a），从斯隆数字巡天（DR 6）光谱选择的星系，具有低恒星形成率。对于这些静止的星系，我们发现在恒星质量为~10^{11} M_sol时，p（b/a）发生了相当突然的变化：在更高的质量下，几乎没有任何星系的b/a<0.6，这意味着它们基本上都不具有盘状的内在形状，必须是球状的。这个过渡质量比临界质量高3-4倍，超过临界质量，静止星系在数量上超过恒星形成星系，这表明这些质量尺度是不相关的。在质量低于~10^{11} M_sol时，静止星系的轴比范围很大，这意味着星系是由凸起和盘状星系组成的。我们的结果强烈地表明，大合并是产生大质量（>10^{11} M_sol）静止星系的最重要的，也许是唯一相关的演化通道，因为它不可避免地导致球状体。
2009-11-10 astro-ph.CO astro-ph.GA
A vast population of wandering and merging IMBHs at cosmic noon
今天星系中心的大质量黑洞一定是从早期形成的种子黑洞增长了几个数量级。检测一群中等质量黑洞（IMBHs）可以对这些难以捉摸的黑洞种子提供约束。在这里，我们使用大体积，宇宙学流体动力学模拟Astrid，其中包括IMBH种子和动力学摩擦调查IMBH种子的人口。动态摩擦在高z下下沉和合并种子IMBH时效率很低。这导致了在z~2处的大晕中存在大量（每个星系几百个）游荡的IMBH。这些IMBH中的一小部分可被检测为HLX，超发光X射线源。重要的是，在z ~ 2处，IMBH合并产生GW事件的峰值。我们发现在z=2-3之间的Astrid中有近百万GW事件涉及种子IMBH合并。这些GW事件（几乎所有可探测到的LISA）在宇宙中午应提供强有力的约束IMBH种子模型和它们的形成机制。在大质量星系的中心，IMBH的数量可以高达10-100，SMBH-IMBH对可以形成。这些中间质量比吸气（IMRI）和极端质量比吸气（EMRI），将需要下一代的毫-μ Hz的天基GW干涉仪进行检测。大质量黑洞周围的大量IMBH将探测它们的环境和MBH因果结构。
2022-10-26 astro-ph.GA
Galaxy merger histories and the role of merging in driving star formation at z>1
我们使用Horizon-AGN，一个流体动力学宇宙学模拟，来探索合并在大质量（M > 10^10 MSun）星系在宇宙恒星形成高峰期（1<z<4）的演化中的作用。大质量星系在主要合并（质量比R<4：1）中的比例约为3%，比这些时期的次要合并（4：1<R <10：1）低约2.5倍，没有红移的趋势。在z~1，大约三分之一的大质量星系经历了一次大合并，而所有这样的系统都经历了一次大合并或小合并。虽然几乎所有z>3的主要合并都是“蓝色”的（即有显著的关联恒星形成），但“红色”合并的比例在z<2时迅速增加，大多数z~1.5的合并系统产生的残余物在静止帧紫外光学颜色中是红色的。在主要合并过程中，恒星形成的增强是温和的（~20-40%），再加上这种事件的发生率很低，这意味着这个过程不是早期恒星质量增长的重要驱动力。合并（R < 10：1）在这个红移范围内占据了大约四分之一的恒星形成预算，而主要的合并占据了大约三分之二的贡献。尽管它们对标准的LCDM范式至关重要，但在今天大部分恒星质量形成的时代，合并是驱动恒星形成的少数参与者。
2014-11-10 astro-ph.GA
A MaNGA about the Legacy I: Connecting the Assembly of Stellar Halo with the Average Star Formation History in Low-Redshift Massive Galaxies
Tsinghua University（清华大学）
研究通过MaNGA和LegacySurvey数据，揭示了大质量椭圆星系中本地恒星形成与非本地吸积过程对恒星群体特性的影响。
2026-03-03 astro-ph.GA
NGC6240: A triple nucleus system in the advanced or final state of merging
NGC 6240是一个被充分研究的处于合并过程中的邻近星系系统。基于光学，X射线和无线电观测，它被认为拥有两个活跃的核，我们进行了详细的光学三维光谱研究，以调查该系统的内部区域与现有的MERLIN和VLBA数据。我们使用MUSE仪器在窄场模式下使用ESO VLT上的四激光GALACSI自适应光学系统在0.49 arcsec的视宁度条件下以非常高的空间分辨率观测NGC 6240。我们的3D光谱覆盖了从4725到9350 AA的波长范围，空间分辨率为~75 mas。在NGC 6240系统中，我们发现了三个处于最终合并状态的核，其合并区域仅为1 kpc。由于MUSE，我们能够证明以前未解决的南部分量实际上是由两个分离的核组成的，其分离距离仅为198 pc。结合盖亚的数据，我们达到了绝对的位置精度只有30质量，这是必不可少的比较光谱与梅林和VLBA无线电位置。由于多重合并导致大质量星系比二元合并更快地演化，因此对一个三核系统（其中两个是活跃的，每个核的质量都超过$9\times10^{7} M_{\odot}$）的验证和详细研究对于理解通过合并过程形成的分级星系形成具有重要意义。到目前为止，已经提出，星系核与多个超大质量黑洞（SMBH）的形成预计是罕见的在本地宇宙中。三重质量黑洞系统可能是至关重要的大质量黑洞双星在不到一个哈勃时间的合并，导致最响亮的引力波源在毫赫兹制度。
2019-11-15 astro-ph.GA
The difficult path to coalescence: massive black hole dynamics in merging low mass dark matter haloes and galaxies
该研究通过高分辨率模拟揭示，在低质量暗物质晕并合中，低质量大质量黑洞难以沉入中心并并合，而高质量黑洞可下沉并引发核冲刷，挑战了并合辅助的种子增长机制。
2023-10-12 astro-ph.GA
A LOFAR study of non-merging massive galaxy clusters
在合并和非合并的星系团中都观测到了位于中心的弥散射电辐射。根据它们的形态和大小，我们区分巨型射电晕，这主要发生在合并集群，和迷你晕，这是在非合并，冷核集群。需要进行低频灵敏观测，以评估在这少数几个案例中发现的辐射在星系团中是否普遍存在。为此，我们进行了一项活动的观测与低频ARay（LOFAR）的频率范围120 - 168 MHz的9个大规模集群选择从\textit{Planck} SZ目录，其中没有重大合并的迹象。在本文中，我们讨论的结果，导致了最大的集群样本研究在LOFAR两米巡天，我们提出钱德拉X射线数据用于调查的动态状态的集群，验证集群目前没有进行重大合并，并寻找痕迹的轻微或离轴合并。我们在冷核星系团PSZ 1G 139和RXJ 1720的小晕周围发现了大尺度的陡谱辐射，而在非冷核星系团A1413的小晕周围没有观察到这种现象。在非冷核星系团RXCJ 0142中，我们还发现了一个新的570 kpc晕。我们推导出新的上限，没有发现扩散无线电发射的集群无线电功率，我们讨论了我们的结果约束的ICM宇宙射线能量预算的影响。我们的结论是，无线电发射在非合并的大规模集群是不常见的，在我们的观察所达到的灵敏度水平，并没有观察到与集群动力学状态的明确联系。我们的研究结果可能表明，一个致密的冷核的晃动可以触发更大尺度上的粒子加速，并产生陡谱无线电发射。
2018-11-20 astro-ph.CO astro-ph.GA
Stellar Kinematics and Environment at z~0.8 in the LEGA-C Survey: Massive, Slow-Rotators are Built First in Overdense Environments
在这封信中，我们调查的综合和空间分辨的恒星运动学的质量，静止星系在中等红移（$0.6<z<1.0$）的样本环境的影响。对于这种分析，我们结合了光度和光谱参数的UltraVISTA和大型早期星系天体物理普查（LEGA-C）调查的COSMOS领域和环境测量。我们分析的趋势与overdensity（1+ $δ$）的旋转支持的静止星系，并发现没有普遍的趋势，无论是固定的质量或固定的恒星速度色散。这与先前对本域宇宙的研究一致;大质量星系的旋转支持主要取决于恒星质量。我们强调两个人口的大质量星系（$\log M_\star/M_\odot\geq11$）偏离平均质量关系。首先，在密度最低的区域（$(1+δ)\leq1$）中质量最大的星系表现出较高的旋转支持。同样，在最高质量（$\log M_\star/M_\odot\geq11.25$）的范围内的旋转支持是显着的，但在所有的dendritic区。这对应于一个不断增加的慢旋转体部分，只有在密集环境中的星系（$(1+δ)\geq3.5$）主要是（90 $\pm$ 10\%）慢旋转体。在固定速度分散时没有看到这种效应，表明驱动机制是较小的合并：只有在密集区，质量最大的星系才经历了显著的小合并，建立恒星质量和减少旋转，而不会显着影响中央恒星速度色散。在本地宇宙中，大多数大质量星系都是缓慢旋转的，不管环境如何，这表明在宇宙时间$(z\lesssim0.…
2020-01-08 astro-ph.GA
Neutral hydrogen gas, past and future star-formation in galaxies in and around the 'Sausage' merging galaxy cluster
CIZA J2242.8+5301（$z = 0.188$，绰号“香肠”）是一个质量极大的（$M_{200}\sim 2.0 \times 10^{15}M_\odot$），合并星系团，其外围有冲击波，发现有许多发射线星系。我们进行了非常深的韦斯特博克合成射电望远镜HI观测的“香肠”集群，以调查合并和冲击的影响，对气体水库燃料目前和未来的恒星形成（SF）的集群成员。通过使用光谱叠加，我们发现，在“香肠”星系团的发射线星系有，平均而言，场星系一样多的HI气体（当占的事实集群星系更大的质量比场星系），与以前的研究相反。由于星系团的质量比场螺旋大，它们可能在星系团合并的过程中保留了气体。预计$\sim0.75-1.0$ Gyr内的大型HI水库将被强烈的SF和AGN活动消耗和/或被我们观察到的外流排出。我们发现，在很大一部分的H $α$发射线星系团星系的恒星形成率与无线电宽带发射，跟踪超新星遗迹的排放。这表明，所有位于激波后区域的星系团星系可能已经经历了至少1亿年的持续SFR。这完全支持了Stroe等人（2015）和Sobral等人（2015）提出的解释，即富含气体的星系团星系被激波的通过触发形成恒星。
2015-06-29 astro-ph.GA
The effects of host galaxy properties on merging compact binaries detectable by LIGO
星系形成的宇宙学模拟可以产生具有大范围的集合和恒星形成历史的现代星系。详细研究这种模拟的金属丰度演化和恒星形成历史，可以帮助预测LIGO可检测的致密物体二进制合并。最近对致密双星演化的模拟表明，致密天体的合并率敏感地依赖于其前身的金属丰度。在星系组装过程中，罕见的低金属量恒星形成可以产生比典型恒星形成更多的可探测到的致密双星。使用详细的模拟星系和化学演化，我们确定如何敏感的紧凑的二进制人口的星系与类似的今天的外观取决于他们的组装的细节。我们还展示了具体的例子，矮星系过剩的程度产生紧凑的二元合并，特别是二元黑洞，相对于更大质量的星系。我们讨论了瞬态多信使天文学与紧凑的二进制源的影响。
2016-09-21 astro-ph.GA
The Structures of Distant Galaxies - IV: A New Empirical Measurement of the Time-Scale for Galaxy Mergers - Implications for the Merger History
了解合并在星系形成中的作用是河外天文学中最突出的问题之一。虽然我们现在对合并分数如何在红移z < 3时演变有了一个想法，但将这个合并分数转换为合并率，因此一个平均星系在其历史上经历了多少合并，仍然是不确定的。其主要原因是，推断的合并数量高度依赖于时间尺度的观测方法是敏感的发现正在进行或过去的合并。虽然对合并时间有几种理论和基于模型的估计，但目前还没有对这一时间尺度的经验性衡量。我们提出了第一个观测为基础的测量合并时间利用观测到的下降在z < 1.2 based on >20,000星系的扩展Groth带和COSMOS调查的星系主要合并分数。使用本文中描述的一种新的方法，我们确定多久一个星系仍然可以识别为合并系统内的CAS系统。我们发现，在z < 1.2时，最大CAS主要合并时间尺度为1.1+/-0.3 Gyr，最有可能的CAS合并时间尺度为0.6+/-0.3 Gyr，与N体模拟的结果非常一致。利用这一时间尺度，我们测量了质量M_{*} > 10^{10} M_0的星系在z < 1.2时的主要合并数，总合并数N_m = 0.90_{-0.23}^{+0.44}。我们进一步表明，这种时间尺度是不一致的恒星形成起源超高的不对称性，从而提供了进一步的证据，结构方法能够定位大多数合并星系。
2009-06-25 astro-ph.GA
Merging Galaxies with Tidal Tails in COSMOS to z=1
潮汐尾是在盘状星系的主要合并中产生的。潮汐尾如何追踪大质量星系的聚集历史仍有待探索。我们从$M_\star\ge 10^{9.5}\,M_{\odot}$和$0.2\leq z\leq1$的35076个质量完整的星系中识别出461个具有长潮汐尾的合并星系。长尾是指长度等于或大于其宿主星系直径的星系。合并与潮汐尾巴选择使用我们的新的$A_{\rm O}-D_{\rm O}$技术的强不对称功能，连同视觉检查。我们的结果表明，潮汐尾合并的比例随着红移的变化而温和地演变，如$\sim (1+z)^{2.0\pm0.4}$，并且在质量较小的星系中变得相对较高，直到$z=1$。对于0.5 Gyr的潮汐尾合并的时间尺度，我们得到这样的合并的发生率遵循$0.01\pm 0.007\,(1+z)^{2.3\pm 1.4}$ Gyr $^{-1}$和对应的$\sim0.3$事件，因为$z=1$和大约三分之一的总预算的主要合并文献。对于涉及磁盘的主要合并，近一半的合并都经历了一个长潮汐尾阶段
2016-08-15 astro-ph.GA
A merging pair of massive quiescent galaxies at $z=3.44$ in the Cosmic Vine
研究利用 JWST 光谱确认 Cosmic Vine 核心 $z=3.44$ 的大质量宁静星系并合对，并发现主流模拟预测的同类星系数密度低 10–80 倍，该对未来可能并合并形成最亮星系团星系。
2025-03-03 astro-ph.GA
Walking along Cosmic History: Metal-poor Massive Stars
在宇宙历史中，多代大质量恒星的生存和死亡，使宿主星系充满电离光子、动能、新鲜物质和恒星大小的黑洞。目前，小麦哲伦星云（SMC）中的大质量恒星是早期宇宙中低金属量天体的模板。然而，最近的结果突出了大质量恒星的演化，死亡和反馈的重要差异，这些恒星的金属含量较低，更好地匹配了以前宇宙时代的极低金属含量。本文提出了取代SMC标准与一个新的金属量阶梯非常贫金属星系，并提供了一个简要概述的技术设施需要实现这一目标。
2019-03-12 astro-ph.GA astro-ph.SR
Ultimate Merging at z~0.1
我们提出了一个研究的58个双峰发射线星系的一个组件被抑制在[OIII]5008或显着弱于另一个。因此，这两个组件在BPT图中被不同地分类。我们发现，强[OIII]分量与恒星速度一致，66%的星系中的抑制分量是偏心的，而在12%的星系中，情况正好相反。对它们的形态分析表明，大约一半的样品是由S 0组成的，其余的是由合并星系和晚型星系组成的。我们讨论，这些特点排除旋转盘，并建议合并的不同阶段。如果不解决双核问题，合并的数量可能会被低估。潮汐的特点是在一些S 0星系的外围检测。如此高比例的S 0是令人惊讶的，因为大多数星系都是孤立的，而其他星系则是小团体。所有这些星系，托管活动星系核组件，是巨大的，躺在恒星形成序列，并在其中心表现出增强的恒星形成。虽然我们不能排除外流，这些星系表现出光谱，这并不对应于通常的外流观测特点是高气体速度，和两个峰值的标准偏差是可比的。与此同时，这些特征与星系合并的最终阶段是一致的，在那里两个核太接近而无法被检测到，或者在合并后可能存在动力学扰动，如大质量的S 0。
2019-06-13 astro-ph.GA
A Trio of Massive Black Holes Caught in the Act of Merging
我们报道了SDSS J 0849 +1114的发现，它是第一个已知的三重2型塞弗特核。它代表了三个活跃的黑洞，这些黑洞是使用Apache Point天文台3.5米望远镜上的双成像光谱仪从新的空间分辨光学狭缝光谱学中识别出来的。我们还提出了新的补充观测，包括哈勃空间望远镜宽视场相机3 U-和Y-波段成像，钱德拉先进CCD成像光谱仪S-阵列X射线0.5- 8 keV成像光谱，和NSF卡尔G。Jansky超大阵列无线电9.0 GHz成像在其最扩展的A配置。这些综合性的多波长观测，结合在一起，强烈表明这三个核都是活动星系核。虽然它们现在仍然处于千秒差距的距离，其中宿主星系引力势占主导地位，但黑洞可能会演变成$\lesssim$ 2 Gyr的束缚三重系统。这些三重合并系统可以解释在一些椭圆星系如M87中观测到的过于巨大的恒星核心，这些星系被认为是独特的引力波源。类似的系统在早期宇宙中可能更常见，当时星系合并被认为更频繁。
2019-12-14 astro-ph.CO astro-ph.GA
The host galaxies of double compact objects merging in the local Universe
我们调查的主机星系的紧凑的对象合并在本地宇宙中，通过结合的结果的二进制人口合成模拟与Illustris宇宙学盒。双中子星（DNS）在本机宇宙中的合并倾向于在大质量星系（恒星质量为$>10^{9}$ M $_\odot$）中形成，并在它们形成的同一星系中合并，在祖星形成和DNS合并之间有很短的延迟时间。相比之下，双黑洞（DBH）和黑洞$-$中子星双星（BHNS）优先在小星系（恒星质量为$<10^{10}$ M $_\odot$）中形成，并在较小或较大的星系中合并，延迟时间较长。这一结果是金属丰度的影响：合并的DBH和BHNS优先形成于贫金属的祖先（$Z\leq{}0.1$ Z $_\odot$），这在高红移星系和本地矮星系中更常见，而合并的DNS对祖先的金属丰度只有轻微的敏感性，因此在现在的大质量星系中更丰富。我们预测的DNS主机的质量范围与短伽马射线暴主机的质量范围是一致的。
2018-09-10 astro-ph.GA astro-ph.HE
Multimessenger study of merging massive black holes in the OBELISK simulation: gravitational waves, electromagnetic counterparts, and their link to galaxy and black hole populations
本文基于OBELISK宇宙学模拟评估高红移大质量黑洞并合的LISA引力波与多波段电磁可探测性，并揭示可观测事件偏向高吸积、高质量黑洞。
2023-10-02 astro-ph.GA astro-ph.HE
The clustering of massive Primordial Black Holes as Dark Matter: measuring their mass distribution with Advanced LIGO
高级LIGO最近探测到的引力波（GW）来自一个二元黑洞系统的合并，这对大质量原始黑洞（PBH）的合并速率设置了新的限制，这些黑洞可能是宇宙中暗物质的重要组成部分，甚至是全部。aligo为确定这种大规模PBH的分布和聚集开辟了道路。如果PBH星系团的密度与在超暗矮星系中观察到的密度相似，我们发现合并率与aLIGO的预期相当。大质量PBH暗物质预测了数千个矮星系的存在，这些矮星系由于气体吸积到PBH上而不太可能形成恒星，这可能会为丢失的卫星和太大而不能倒的问题提供解决方案。最后，我们研究了使用aLIGO和未来的GW天线测量PBH的丰度和质量分布的可能性，测量范围为[5 - 200] Msun至10%的精度。
2016-11-02 astro-ph.CO astro-ph.GA hep-th
Great Balls of FIRE IV. The contribution of massive star clusters to the astrophysical population of merging binary black holes
本文通过建立三种大质量星团形成模型并结合宇宙学模拟与星团蒙特卡洛动力学预测，估计星团动力学形成的并合双黑洞本地并合率为1-10 Gpc⁻³yr⁻¹，可占近邻宇宙总并合率的多达一半，揭示该渠道的重要贡献。
2025-03-05 astro-ph.GA astro-ph.HE gr-qc
Great Balls of FIRE III: Modeling Black Hole Mergers from Massive Star Clusters in Simulations of Galaxies
本研究应用新框架结合FIRE项目星系模拟与CMC代码，探究不同质量星系中大质量星团内双黑洞的动力学形成，发现低质量星系贡献有限且并合率与极端恒星形成强相关。
2023-11-24 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
The star formation history in the solar neighborhood as told by massive white dwarfs
白矮星是低质量和中等质量恒星的残余。由于电子的简并性，它们的演化只是一个简单的重力热冷却过程。最近，由于盖亚的数据，已经有可能构建太阳附近（d < 100 pc）大质量（0.9 < M/Msun < 1.1）白矮星的光度函数。由于它们的祖先的寿命非常短，父母和女儿的出生时间非常接近，可以重建（有效）恒星形成率。这个速率在银河系早期从零开始增长，在6-7 Gyr前达到最大值。它下降了，大约5 Gyr前开始再次攀升，在过去达到最大值2 - 3 Gyr，此后下降。有一些最近恒星形成爆发的痕迹，但这里使用的方法不适合最近出生的白矮星。
2019-05-26 astro-ph.GA astro-ph.SR
MC$^2$: Dynamical Analysis of the Merging Galaxy Cluster MACS J1149.5+2223
我们提出了一个合并集群MACS J1149.5+2223使用档案成像斯巴鲁/Suprime-Cam和多目标光谱从凯克/DEIMOS和双子座/GMOS的分析。我们采用二维和三维的子结构测试，并确定MACS J1149.5+2223是由两个独立的合并之间的三个子集群发生$\sim$ 1陀螺分开。主合并产生了细长的X射线形态和东南部的射电遗迹。最亮的星系团是主合并星系团北部子星系团的成员。这个星团质量非常大（16.7 $^{+\text{1.25}}_{-\text{1.60}}\times\text{10}^{\text{14}}$ M $_{\odot}$）。南部的子星系团也非常巨大（10.8 $^{+\text{3.37}}_{-\text{3.54}}\times\text{10}^{\text{14}}$ M $_{\odot}$），但它缺乏相关的X射线表面亮度峰值，尽管对这个\emph{Frontier Field}星系团进行了详细的研究，但它以前一直没有被识别出来。第二次合并发生在沿视线的北部，与第三个质量较小的子星团（1.20 $^{+\text{0.19}}_{-\text{0.34}}\times\text{10}^{\text{14}}$ M $_{\odot}$）合并。我们进行了Monte Carlo动力学分析的主要合并，并估计碰撞速度在近心点的2770 $^{+…
2016-08-03 astro-ph.CO astro-ph.GA
Downsizing from the point of view of merging model (preliminary discussion)
在有质量转移的四粒子散射过程中，与质量只能增加的合并不同，质量最大的星系的质量可能会减少。描述这种过程的基本模型被认为是。这样，我们就可以解释观测到的最重星系在宇宙学时间内特征质量的增加被特征质量的减少所取代时的缩小现象。
2015-07-01 astro-ph.CO astro-ph.GA
Shell mergers in the late stages of massive star evolution: new insight from 3D hydrodynamic simulations
通过三维流体动力学模拟研究20倍太阳质量恒星的多重壳层合并，发现夹带和稳定区域侵蚀为主要机制，对流速度远快于混合长度理论，且合并壳层内多燃烧阶段导致不对称化学分布，影响恒星最终结构及超新星爆炸。
2024-07-22 astro-ph.GA astro-ph.HE astro-ph.SR
Merging black hole binaries: the effects of progenitor's metallicity, mass-loss rate and Eddington factor
LIGO探测到的前四次引力波事件都被解释为合并黑洞双星（BHB），为研究此类系统开辟了新的视角。在这里，我们使用我们的新的人口合成代码MOBSE，BSE（Hurley et al.2002）的升级版本，调查合并BHB的人口统计学。MOBSE包含了大质量热恒星的质量损失的金属性依赖处方。它还占电子散射爱丁顿因素对质量损失的影响。我们对12种不同金属丰度的孤立大质量双星进行了>10^8次模拟，以研究质量损失、核心坍缩超新星和共同包络对合并BHB的影响。考虑到恒星风对爱丁顿因子的依赖性，导致形成质量高达65 Msun的黑洞（BH），金属丰度Z~0.0002。然而，合并BHB中的大多数BH具有<40 Msun的质量。我们发现合并BHB的质量比在0.1 - 1.0范围内，即使质量比>0.6更有可能。我们预测像GW 150914、GW 170814和GW 170104这样的系统只能由金属丰度分别为Z<=0.006、Z<=0.008和Z<=0.012的祖细胞形成。大多数合并BHB经历了一个共同的信封阶段，但高达17%的合并BHB在低金属丰度没有经历任何共同的信封阶段。我们发现，贫金属祖先的合并数量远高于富金属祖先：在低金属丰度（Z = 0.0002 ~ 0.002）时，每单位质量的BHB合并数量约为10^-4 Msun^-1，而在高金属丰度（Z = 0.02）时，每单位质量的BHB合并数量降至约…
2017-11-09 astro-ph.GA astro-ph.HE astro-ph.SR
On the Power to Constrain the Accretion History of Massive Black Holes via Spin Measurements by Upcoming X-Ray Telescopes
大质量黑洞（MBH）的自旋分布包含了关于其组装历史的丰富信息。然而，只有有限的信息可以从目前可用的自旋测量MBH由于小的样本大小和大的测量不确定性。未来的X射线望远镜具有更高的光谱分辨率和更大的有效面积，预计将提供新的见解的增长历史的MBH。在这里，我们调查，在概念验证的水平上，如何严格的约束可以放置在吸积历史的MBH的自旋测量从未来的X射线任务。我们假设一个玩具模型，由一个两阶段的吸积历史组成的初始相干阶段与一个恒定的磁盘方向，其次是一个混乱的阶段与随机磁盘方向在每个吸积插曲。通过利用从这样的模型产生的模拟自旋数据和进行贝叶斯马尔可夫链蒙特卡罗模拟，我们发现，大多数吸积模型的MBH可以重建提供$\gtrsim100$ MBH自旋测量的精度为$\lesssim0.1$。我们还通过采用不同的样本大小和旋转精度的组合来量化重建参数的精度，发现当旋转精度达到$\sim 0.1$时，样本大小对模型重建更为关键。在某种程度上，更好的旋转精度将补偿小样本量，反之亦然。未来的X射线任务，如高能天体物理学高级望远镜和增强型X射线定时和偏振测量任务，可能会提供不确定度为$\sim0.04-0.1$的$\gtrsim100$ MBH的自旋测量，因此将对MBH的生长历史产生强烈的约束。
2020-06-18 astro-ph.GA astro-ph.HE
MC$^2$: Boosted AGN and star-formation activity in CIZA J2242.8+5301, a massive post-merger cluster at z=0.19
星系团合并在星系团的形成和演化过程中起着重要的作用。Stroe等人（2014）揭示了在大质量（~ 2x 10 $^{15}$ M $_{\odot}$）“香肠”合并星团CIZA J2242.8+5301的~1 Mpc宽的激波前沿附近，候选H $α$发射体的意外过密度。我们使用Keck/DEIMOS和WHT/AF 2确认了合并星系团内和周围的83个H $α$发射体。我们发现，在最热的X射线气体和/或在集群的子核心（远离冲击波前锋）的星系团恒星形成星系显示高[SII]6716/[SII] 6761和高[SII]6716/H $α$，这意味着非常低的电子密度（<30倍低于所有其他恒星形成星系的集群外）和超新星的显着贡献，分别。所有靠近星团中心的恒星形成星系都显示出明显的外流（蓝移Na D~200- 300 km/s），可能是由超新星驱动的。在H $α$ AGN中也发现了强的外流。合并星系团中的H $α$恒星形成星系遵循z~0质量-金属丰度关系，表现出系统性的高金属丰度（~0.15-0.2 dex），比星系团外的H $α$发射体（投影R>2.5 Mpc）高。这表明，激波前沿可能触发了剩余的富含金属的气体，星系能够将这些气体保留在形成的恒星中。我们的观测表明，令人印象深刻的大质量（~10 $^{15}$ M $_\odot$）星系团的合并可以为显著的恒星形成和活动星系核活动提供条件，但是，由…
2015-03-06 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
Constraining the final fates of massive stars by oxygen and iron enrichment history in the Galaxy
最近对核心坍缩超新星的观测研究表明，只有零年龄主序星质量小于$16$ - $18\ M_\odot$的恒星在成为红超巨星时才会爆炸，产生IIP型超新星。这可能意味着更大质量的恒星会产生其他类型的超新星，或者它们只是坍缩成黑洞而不会产生明亮的超新星。这个失败的超新星假说可能会导致氧气生产效率非常低，因为在$20$ - $30\ M_\odot$周围具有零年龄主序星质量的大质量恒星的内层中大量产生的氧气可能不会被喷射到周围的星际空间中。我们首先假设一个未指定的人口的氧气注入事件有关的大质量的恒星，并获得一个模型无关的约束有多少氧气应该在一个单一的事件中释放，以及如何频繁地发生这样的事件。我们进一步进行了单盒星系化学富集计算与不同质量范围的大质量恒星爆炸的核心坍缩超新星。我们的研究结果表明，假设所有具有$9$ - $100\ M_\odot$的大质量恒星爆炸为核心坍缩超新星的模型仍然是最合适的解释太阳的氧和铁的丰度和它们在银河系中的富集历史。银河系中的氧质量没有得到解释时，假设只有大质量恒星的零年龄主序星质量在9-17 $M_\odot$的范围内，有助于银河系的氧富集。这一发现意味着，质量比$17M_\odot$大的恒星中有相当一部分应该在超新星爆炸或其他质量损失过程中喷射出它们的氧层。
2017-12-06 astro-ph.GA astro-ph.HE astro-ph.SR
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
MC$^2$: Multi-wavelength and dynamical analysis of the merging galaxy cluster ZwCl 0008.8+5215: An older and less massive Bullet Cluster
我们分析了一个丰富的数据集，包括斯巴鲁/SuprimeCam，HST/ACS和WFC 3，Keck/DEIMOS，钱德拉/ACIS-I，和JVLA/C和D阵列的合并星系团ZwCl 0008.8+5215。联合斯巴鲁/HST弱引力透镜分析，我们确定了两个占主导地位的子集群，并估计质量为M $_{200}=\text{5.7}^{+\text{2.8}}_{-\text{1.8}}\times\text{10}^{\text{14}}\,\text{M}_{\odot}$和1.2 $^{+\text{1.4}}_{-\text{0.6}}\times10^{14}$ M $_{\odot}$。我们估计这两个子星系团之间的预计距离为924 $^{+\text{243}}_{-\text{206}}$ kpc。我们进行聚类分析确认的星系团成员星系，并估计两个子团之间的视线速度差为92 $\pm$ 164公里秒$^{-\text{1}}$。我们进一步激励，讨论和分析合并的情况下，通过分析的42 ks的钱德拉/ACIS-I和JVLA/C和D偏振数据。X射线表面亮度剖面显示了一个让人想起子弹星系团的残留核心。在0.5-7.0 keV波段的X射线光度为1.7 $\pm$ 0.1 $\times$ 10 $^{\text{44}}$ erg s $^{-\text{1}}$，X射线温度为4.90 $…
2017-03-14 astro-ph.CO astro-ph.GA
Dynamical Evolution and Merger Time-scales of LISA Massive Black Hole Binaries in Disk Galaxy Mergers
激光干涉仪空间天线（LISA）将探测质量低于$10^7$ ~M $_{\odot}$的超大质量黑洞合并产生的引力波信号。因此，了解这些相对较轻的中心黑洞的轨道动力学是至关重要的，这些黑洞通常位于盘状星系中，以便对合并率进行可靠的预测。为此，现实的模拟探测BH动力学不等质量盘星系合并，进入和超越二进制硬化阶段，进行光滑粒子流体动力学和直接$N$体代码相结合。星系的结构特性和轨道的选择是一致的星系形成模拟的结果。恒星和暗物质的分布是三轴的，直到合并残余物的中心100 pc。在所有情况下，BH双星的形成和硬化时间尺度最多为1亿年，在另一个几百万年的时间尺度上合并，这取决于特征密度和轨道偏心率。总的来说，在两个星系合并完成后，BH双星的下沉不超过$\sim$ 0.5~Gyr，但对于非常倾斜的轨道来说可能会快得多。通过与以往在$z \sim 3$对大质量早型星系BH衰变过程的数值模拟结果的比较，我们证实了尽管宿主星系的结构多样性不同，但特征密度是决定BH合并时间尺度的最关键的参数。我们的研究结果奠定了强大的预测LISA事件发生率的合并BH的情况下的基础。
2018-07-29 astro-ph.CO astro-ph.GA
The Massive Star Population in M101. II. Spatial Variations in the Recent Star Formation History
我们调查的恒星形成历史（SFH）作为半径的函数在M101使用档案HST/ACS测光。我们从5个2'宽环带中的分辨恒星星族导出了SFH。将SFH与H $α$、远紫外（FUV）和近紫外（NUV）辐射追踪的恒星星族对应的时间框架进行绑定，我们发现，在内部区域，年轻到足以对H $α$做出贡献的恒星星族的比例为15%-35%，而在外部区域则不到5%。这为在大半径下H $α$发射的缺乏提供了充分的解释。我们还在我们的五个环的蓝，红超巨星的比例模型，检查的影响，金属丰度梯度和变量SFH预测的比例，并与观测值进行比较。我们发现，我们模拟的蓝红超巨星的比率的径向行为是高度敏感的SFH和金属丰度的空间变化。将导出的SFH转化为模型化的比率，我们发现，我们能够重现在大半径（低金属丰度）的观测值，但在小半径（高金属丰度）的模型化和观测到的比率是不一致的。
2014-06-30 astro-ph.GA astro-ph.SR
Black hole mergers as tracers of spinning massive black hole and galaxy populations in the OBELISK simulation
本文利用OBELISK宇宙学模拟研究黑洞并合族群，发现其偏向大质量、高吸积率与高自旋宿主，并揭示动力学延迟及并合对遗迹自旋的影响。
2023-10-02 astro-ph.GA astro-ph.HE
Probing Massive Black Hole Binary Populations with LISA
ESA和NASA正在推进在2034年左右发射LISA的计划。从插图宇宙学模拟的数据，我们提供了LISA检测率的分析，伴随着合并的大规模黑洞人口的特征。总质量为$\sim10^5-10^{10} M_\odot$的大质量黑洞是本研究的重点。我们发展的大规模黑洞合并，形成在分离的模拟分辨率（$\sim$ kpc尺度）的顺序，通过合并与两种不同的治疗的二元大规模黑洞的演化过程。人口的合并时间，以及黑洞的物理性质，形成了每一个进化处理的统计基础。在此基础上，我们用蒙特卡罗方法综合了大质量合并黑洞种群的多种实现，建立了模拟LISA探测星表。我们分析了我们的大规模黑洞二元演化模型如何影响检测率和相关的参数分布测量LISA。用我们的模型，我们发现了大质量黑洞二进制检测率与LISA的$\sim0.5-1$年$^{-1}$质量大于$10^5M_\odot$的大质量黑洞。这应该被视为一个下限，主要是因为我们的大质量黑洞样本不包括低于$10^5M_\odot$的质量，这可能会显着增加观测到的速率。我们提出的原因，我们预测较低的检出率相比，许多文献。
2019-11-01 astro-ph.GA astro-ph.HE gr-qc
Direct formation of massive black holes via dynamical collapse in metal-enriched merging galaxies at $z \sim 10$: fully cosmological simulations
本研究通过首批全宇宙学流体动力学模拟，证实 $z \sim 8$-$10$ 大质量星系并合可触发核区超大质量盘直接坍缩形成 $10^6$-$10^8$ $M_{\odot}$ 黑洞，自然解释了高红移类星体的快速出现。
2023-04-04 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
Formation of Merging Black Hole Binaries Inside Massive AGN Stars
Perimeter Institute for Theoretical Physics（Perimeter理论物理研究所）；Department of Astronomy and Astrophysics, University of California, Santa Cruz（加州大学圣克鲁兹分校天体物理学与天文学系）；School of Natural Sciences, Institute for Advanced Study（高等研究院自然科学院）；Department of Astrophysical Sciences, Princeton University（普林斯顿大学天体物理科学系）
本研究通过三维流体动力学模拟证明，活动星系核盘中的恒星可捕获经过的黑洞，在内部形成并合时间短的黑洞双星，为引力波事件提供可行来源。
2026-09-16 astro-ph.GA astro-ph.HE astro-ph.SR
