latex
المَجَرّات الأَثَرِيَّةُ هِيَ مَجَرّات ضَخْمَةٍ وَمُدْمَجه وَهادِئه تَرْصُد فِي الكَوْنِ المَحَلِّيِّ وَلَم تَخْتَبِر أَيّ حَلَقاتِ تَفاعُلِ كَبِيرَةٍ أَو أَحْداثِ اِنْدِماجَ مُنْذُ حِوالِي \(z = 2\)، وَبَقِيَت نِسْبِيّاً دُونِ تَغْيِيرٍ مُنْذُ تَكْوِينها. مِن ناحِيَةٍ أُخْرَى، تُظْهِر المَجَرّات الضَخْمَةُ وَالمُدْمَجَة مِن النَوْعِ المُبَكِّرِ (cETGs) فِي الكَوْنِ المَحَلِّيِّ خَصائِصِ مُماثِلَةٍ لِلمَجَرّات الأَثَرِيَّةُ، عَلَى الرَغْمِ مِن تارِيخِ الاستحواذ الكَبِيرِ. يُمْكِن أَنَّ تُوَفِّر المَجَرّات الأَثَرِيَّةُ، بِتارِيخِها المُجَمَّدِ، دَلائِلِ هامَّةً حَوْلَ العَمَلِيّاتِ الجَوْهَرِيَّة المُتَعَلِّقَةِ بِمَسارات التَطَوُّرِ لِلمَجَرّات مِن النَوْعِ المُبَكِّرِ وَالدَوْرِ الَّذِي تَلْعَبه الاِنْدِماجات فِي تَطَوُّرِها. بِاِسْتِخْدامِ المُحاكاة الكَوْنِيَّة عالِيَةٍ الدِقَّةِ TNG50-1 مِن مَشْرُوعِ الوستريس، نُحَقِّق فِي تارِيخِ تَجْمِيعِ عَيِّنَةً مِن الفَرْعِيّات الضَخْمَةُ وَالمُدْمَجَة وَالقَدِيمَة وَالهادِئَة مُقَسَّمَةً حَسَبَ نِسْبَةَ استحواذ الأَقْمارِ الصِناعِيَّةِ. نُقارَن مَساراتٍ التَطَوُّرِ فِي ثَلاثِ حُقْب كُونِيهِ: \(z=2\)، \(z=1.5\)، وَ \(z = 0\)، بِاِسْتِخْدامِ طَرِيقَةِ التَحْلِيلِ العَدَدِيِّ لِلتَحْلِيل الفَلَكِيِّ لِلمُكَوِّنات الحَرَكِيَّة لِكُلِّ مَجَره وَاِرْتِباطاتها البِيئِيَّةِ. تُشِير نَتائِجنا إِلَى مَسارِ ثابِتٌ عَبْرَ الزَمَنِ لا يَعْتَمِد بِشَكْلٍ كَبِيرٍ عَلَى الاِنْدِماجات أَو البِيئَةِ. لا تُظْهِر المَجَرّات الأَثَرِيَّةُ وcETGs تَفْضِيلاً واضِحاً لِلبِيئات ذاتِ الكَثافَةِ العالِيَةِ أَو المُنْخَفِضَة ضِمْنَ الحَجْمِ المُسْتَكْشِف فِي \(z=0\)، حَيْثُ تُوجَد فِي كُلّاً السيناريوهين. وَمَعَ ذٰلِكَ، فَقَد سَكَنَت الأَجْداد لِلمَجَرّات الأَثَرِيَّةُ فِي بِيئات ذاتِ كَثافَةُ عالِيَةٍ مُنْذُ \(z=2\)، بَيْنَما تَمَّ نَقْلِ cETGs إِلَى مِثْلَ هٰذِهِ البِيئات فِي مَرْحَلَةِ لاحِقَةٍ. يُمْكِن اِسْتِرْدادِ تارِيخِ الاِنْدِماجِ مِن البَصَمات الحَرَكِيَّة النَجْمِيَّة فِي الكَوْنِ المَحَلِّيِّ. تُظْهِر المَجَرّات الأَثَرِيَّةُ وcETGs تَشابُهات دِينامِيكِيَّةٌ مُتَّسِقه فِي \(z=2\) وَاِخْتِلافات فِي \(z=0\) مُقارَنَةً بِالقُرْص وَالنُتُوء وَالهالَة النَجْمِيَّة الداخِلِيَّةِ الساخِنَةِ. فِي السِينارِيو الحالِيَّ، لا تُؤَدِّي الاِنْدِماجات الَّتِي تَدْفَع نُمُوِّ cETGs إِلَى ظُهُورِ مَسارِ تَطَوُّرَيَّ جَدِيدٍ وَمُتَمَيِّزٍ مُقارَنَةً بِالمَجَرّات الأَثَرِيَّةُ.
لَقَد تَمَّ أَظْهار أَنَّ الفِرَقِ بَيِّنَ المَجَرّات الضَخْمَةُ مِن النَوْعِ المُبَكِّرِ وَنَظِيراتها فِي الانزياح الأَحْمَرِ العالِي (\(z \gtrsim 2\)) ذُو أَهَمِّيَّةً (2005Daddi, 2006ApJKriek_vanDokkum, 2008Buitrago, 2007Trujillo, van_der_Wel_2009, 2009Cemarro&Trujillo, 2014BelliandNewman). تُشِير المُلاحَظاتِ وَالدِراساتِ العَدَدِيَّةِ إِلَى أَنَّ المَجَرّات مِن النَوْعِ المُبَكِّرِ فِي الانزياح الأَحْمَرِ العالِي تَمِيل إِلَى أَنَّ تَكُون مُدْمَجه وَأَصْغَر مُقارَنَةً بِنَظِيراتها المَحَلِّيَّةِ، مَعَ إِنْصاف أَقْطارِ الضَوْء أَصْغَرِ بِمَعامِل يُقارِب \(\sim 3\) (vanderWel2014, 2009Naab, 2010VanDokkum, 2010OserOstriker, 2022Remus).
السِينارِيو البَسِيطِ لَتَكْوِين وَتَطَوُّرِ المَجَرّات مِن النَوْعِ المُبَكِّرِ هُوَ سِينارِيو الطَوْرَيْنِ (2010OserOstriker). يَتَمَيَّز الطَوْر الأُولَى لِلتَكْوِين عِنْدَ \(z > 2\) بِالنُمُوِّ السَرِيعِ لَكُتَله النُجُومِ مِن خِلالَ الاِنْدِماجات الرَطْبَة مِمّا يُؤَدِّي إِلَى مَرْحَلَةِ ذاتِ مُعَدَّلِ تَكْوِينِ نَجْمَيْ عالِي، بَيْنَما لا يُوجَد نُمُوِّ مَلْحُوظٍ فِي الحَجْمِ (عَلَى سَبِيلِ المِثالِ، 2015ApJVanDokkun, 2015Zolotov, 2020Zibetti). نَظَراً لِلزِيادَة السَرِيعَةِ فِي الكُتْلَةِ (حَتَّى حِوالِي \(10^{11} \rm{M_\odot}\)) وَتَكْوِين النُجُومِ، مِن المُتَوَقَّعِ أَنَّ تُخْمِد هٰذِهِ الأَجْسام المُدْمَجَة وَالضَخْمَة وَتُصْبِح سَأَكُنه. المَرْحَلَةِ الأُولَى مِن التَكْوِين تَعْرِف ب ’النَواةُ الحَمْراءِ’. المَرْحَلَةِ الثانِيَةِ تُشِير إِلَى نُمُوِّ فِي الحَجْمِ حَوْلَ النَواةُ مِن خِلالَ الاِنْدِماجات الجافَّةِ مَعَ هَياكِلِ أَصْغَرِ أُخْرَى. يَتِمّ حالِيّاً التَحْقِيقِ فِي سِينارِيو الطَوْرَيْنِ المُرْتَبِطُ بِتارِيخِ تَجْمِيعِ المَجَرّات مِن النَوْعِ المُبَكِّرِ مِن خِلالَ النَهْجِ المُراقَبَةِ وَالعَدَدِيَّة (2016CitroAnnalisa, 2022Ditrani, Floresfreitas2022, 2022Ji, 2022ZhuLing, zhu2022b). فِي هٰذا السِياقِ، تَعْرِف المَجَرّات الأَثَرِيَّةُ بِأَنَّها أَجْسام ضَخْمَةٍ وَمُدْمَجه وَهادِئه مَلْحُوظَةٌ فِي الكَوْنِ المَحَلِّيِّ وَالَّتِي لَم تَخْتَبِر أَيّ حَلَقاتِ تَفاعُلِ مُهِمَّةً أَو أَحْداثِ اِنْدِماجَ كَبِيرَةٍ مُنْذُ \(z\sim 2\) (النَواةُ المَحْفُوظَة)، وَبِالتالِي تَظَلّ غَيْرِ مُتَغَيِّره إِلَى حَدٍّ كَبِيرٍ مُنْذُ تَكْوِينها.
تَسْتَطِيع المَجَرّات الأَثَرِيَّةُ تَقْدِيمِ دَلائِلِ هامَّةً حَوْلَ العَمَلِيّاتِ العَشْوائِيَّةِ المُتَعَلِّقَةِ بِتَكْوِين المَجَرّات الضَخْمَةُ مِن النَوْعِ المُبَكِّرِ (2009Trujillo, 2017Ferré-Mateu, 2022Salvador, 2023Martin, 2021Spiniello). مَوْضُوعِ نِقاشٍ شائِع هُوَ تَأْثِيرِ الاِنْدِماجات وَأَيّ مِن أَلَياتِ الإِخْماد هِيَ السائِدَةِ، وَعَلاقَتِها بِالتَطَوُّر المورفولوجي لِلمَجَرّات الضَخْمَةُ وَالساكِنَة المَوْجُودَةِ فِي الكَوْنِ المَحَلِّيِّ وَعَبَّرَ الازمنه الكَوْنِيَّة (Hopkins_2010, 2015Zolotov, 10.1093tacchella2016, 2019Tacchella, 2022Park, 2022Ji). لَقَد بَحَثَ 2016Davidzon فِي الآثارِ البِيئِيَّةِ عَلَى تَطَوُّرِ المَجَرّات مِن النَوْعِ المُبَكِّرِ عِنْدَ \(z \approx 0.5 - 0.9\)، حَيْثُ يُمْكِن أَنَّ تَكُون دالَّةٍ كُتْلَةِ النُجُومِ الجلكسيه فِي المَناطِقِ الأَكْثَرَ كَثافَةُ لَها شَكْلٍ مُخْتَلِفِ عَمّا يَتِمّ قِياسه فِي الكثافات المُنْخَفِضَة، خاصَّةٍ بِالنِسْبَةِ لِلمَجَرّات الضَخْمَةُ. يُدَعِّم هٰذا النَتِيجَةُ الإِخْماد التَدْرِيجِيِّ بِسَبَبِ العَمَلِيّاتِ الداخِلِيَّةِ فِي المَجَرّات المَوْجُودَةِ فِي البِيئات المُنْخَفِضَة الكَثافَةِ (2010Peng, Papovich2018). فِي الازمنه الكَوْنِيَّة الأَعْلَى، بَحَثَ Taylor2023 فِي دَوال كُتْلَةِ النُجُومِ لِلمَجَرّات الساكِنَةِ وَما بُعْدَ الاِنْفِجارِ النَجْمِيّ، وَوَجَدَ عَدَداً أَكْبَرَ مِن المَجَرّات الساكِنَةِ فِي البِيئات ذاتِ الكَثافَةِ العالِيَةِ، مُقارَنَةً بِالبِيئات المُتَوَسِّطَةِ وَالمُنْخَفِضَة الكَثافَةِ عِنْدَ \(z=3\). تَمَّ اِقْتِراحِ عِدَّةٍ أَلَياتِ لِلعَمَلِ مَعاً لَإِخْماد المَجَرّات. بِعَضِّ الأَمْثِلَة تَشْمَل العَمَلِيّاتِ الداخِلِيَّةِ مِثْلَ إِزالَةِ الغازِ مِن عَمَلِيّاتِ التَغْذِيَةِ الراجِعَة لِلثُقُوب السَوْداءِ الفائِقَةِ (2017Combes, 2015Volonteri, 2021Piotrowska)، الإِخْماد المورفولوجي (1980Dressler, 2011Cappelari)، وَالآثارِ البِيئِيَّةِ العالَمِيَّةِ بِسَبَبِ الاِنْدِماجات، مِثْلَ تَجْرِيد الضَغْطِ الرامِي وَغَيْرِها (1972Gunngott, 2023Rohr, 2019Vulcani).
لَقَد ثَبَتَ أَنَّ المُحاكاة الكَوْنِيَّة هِيَ أَداةٌ هامَّةً لِلتَحْقِيقِ فِي دَوْرِ البِيئَةِ فِي المَراحِلِ التَطَوُّرِيَّة لَتَطَوُّر المجره (عَلَى سَبِيلِ المِثالِ، 2012Gabor, 2019Ruggiero, 2023Hasan, 2023Kulier). بِقَدْرِ ما تَتَعَلَّق الآثارِ البِيئِيَّةِ، لا يَزال الكَثِيرَ يَتَعَيَّن التَحْقِيقِ فِيهِ. وَجَدَ 2016PeraltaArriba تُوازَيا بَيِّنَ المُلاحَظاتِ مِن كَتالُوج NYU-VAGC (2005Blanton)، وَالمُحاكاة مِن تَعْدِيلِ تَشْغِيلِ Millenium-I (2005Springel)، مَبْلَغاً عَن تَفْضِيل المَجَرّات الأَثَرِيَّةُ لِلبِيئات الكَثِيفَةِ. وَأَخِيرا، حَدَّدَ Floresfreitas2022 أَكْثَرَ مُرَشَّحِي المَجَرّات الأَثَرِيَّةُ مَوْثُوقَيْهِ فِي مُحاكاةَ Illustris TNG50 بِناءَ عَلَى الخَصائِص المُراقَبَةِ لِمِثْلِ هٰذِهِ الأَجْسام المَبْلَغِ عَنها فِي الأَدَبِيّاتِ، حَيْثُ كانَت إِحْدَى الاِسْتِنْتاجاتِ أَنَّ المَجَرّات الأَثَرِيَّةُ عِنْدَ \(z=0\) مُرْتَبِطَةً اِرْتِباطا وَثِيقاً بِالبِيئَةِ الَّتِي تَطَوَّرَت فِيها سَلَفها.
تُتِيح لَنا أَنْظِمَةِ المَجَرّات الأَثَرِيَّةُ دِراسَةٌ العَمَلِيّاتِ الفِيزيائِيَّة الَّتِي شَكَّلَت تَجْمِيعِ الكُتْلَةِ لِلمَجَرّات الضَخْمَةُ فِي الكَوْنِ المُبَكِّرِ وَهِيَ حالِيّاً مُتاحَةٍ فِي الكَوْنِ القَرِيبِ مِن خِلالَ الدِقَّةِ المَكانِيَّة العالِيَةِ وَنِسْبَةُ الإِشارَةُ إِلَى الضَوْضاء الطَيْفِيَّة العالِيَةِ، الَّتِي يُمْكِن تَحْقِيقِها بِالأَدَوات الحالِيَّةِ. بِاِسْتِخْدامِ المُحاكاة الكَوْنِيَّة، نَهْدِف إِلَى التَحْقِيقِ فِي التَجْمِيع التَطَوُّرِيّ لِلمَجَرّات المُدْمَجَة الضَخْمَةُ مِن النَوْعِ المُبَكِّرِ عَلَى طُولِ المَجَرّات الأَثَرِيَّةُ، مِن خِلالَ الديناميكا المَحَلِّيَّةِ عَلَى المَقايِيسِ الجلكسيه، فَضْلاً عَن فَهُم كَيْفِيَّةِ تَأْثِيرِ البِيئَةِ عَلَى تَطَوُّرِها. يَتِمّ تَنْظِيمِ هٰذِهِ الوَرَقَةَ لِتَقْدِيمِ الطُرُقِ العَدَدِيَّةِ المُسْتَخْدَمَةِ وَاِخْتِيارَ العَيِّنَةُ فِي القِسْمِ [Sec:Methods and data]. النَتائِجِ فِي القِسْمِ [Sec:results] مُنَظَّمَةِ إِلَى فَرْعَيْنِ رَئِيسِيَّيْنِ، الديناميكا الداخِلِيَّةِ وَالبِيئَةِ. المُلَخَّص وَالنِقاش فِي القِسْمِ [Sec:summary]. فِي جَمِيعِ أَنْحاءِ الوَرَقَةَ، نَفْتَرِض مُعَلِّمات plank2016 لَنَمُوذَج الكَوْنِ \(\Lambda\)CDM مَعَ \(H_{0} = 67.74\,\rm{km}\,\rm{s}^{-1} \rm{Mpc}^{-1}, \Omega_{m} = 0.30\), وَ \(\Omega_{\Lambda} = 0.69\).
لِدِراسَةِ التارِيخِ الهيدروديناميكي لِلمَجَرّات المُحاكاة، يَسْتَخْدِم هٰذا العَمَلِ مَجْمُوعَةِ مُحاكاةَ (IllustrisTNG) الكَوْنِيَّة المَغْناطِيسِيَّة الهيدروديناميكيه (2018Nelson, 2018Springel, 2018Pillepich, 2018Naiman, 2018Marinacci, 2021Nelson, 2022Park)، بِاِسْتِخْدامِ شَفْره (arepo) المُتَحَرِّكَةِ (2010Springel). تَتَكَوَّن مَجْمُوعَةِ TNG مِن ثَلاثِ صَنادِيقِ مُحاكاةَ تَشْمَل دِقَّةٍ كُتَلِ مُخْتَلِفَةٍ وَأَحْجام فِيزيائِيّه، مِمّا يَسْمَح بِدِراسَةِ جَوانِبَ مُتَعَدِّدَةِ، مِن التَجَمُّعِ بِاِسْتِخْدامِ أَكْبَرَ صُنْدُوقِ مُحاكاةَ - TNG300، إِلَى الخَصائِص الهَيْكَلِيَّةِ لِلمَجَرّات وَعَمَلِيّاتِها الهيدروديناميكيه الداخِلِيَّةِ بِدِقَّةٍ كُتَلِ أَكْبَرَ بِاِسْتِخْدامِ TNG50 وTNG100. بِهَدَفِ الوُصُولِ إِلَى التَفاصِيلِ الدِينامِيكِيَّة الهَيْكَلِيَّةِ لِلمَجَرّات الضَخْمَةُ وَالمُدْمَجَة، نَسْتَخْدِم بَياناتٍ مِن تَشْغِيلِ TNG50، حَيْثُ يَصِل إِلَى الدِقَّةِ العَدَدِيَّةِ المَطْلُوبَةِ لِمُعالَجَةِ الهَياكِل الدِينامِيكِيَّة والهيدروديناميكيه الداخِلِيَّةِ.
يَسْتَخْدِم تَشْغِيلِ TNG50-1 (\(\rm{L}_{\rm box} = 51.7~\rm{cMpc}\)) خوارزميه (subfind) (2001Springel, 2009Dolag) لِتَحْدِيدِ مَواقِعِ الهالات وَالتَراكِيب الفَرْعِيَّةِ المُرْتَبِطَةِ بِالجاذِبِيَّة، الَّتِي تَشْمَل كُتَلِ باريونيه \(m_{\rm baryons}=8.5\times10^{4}\,\rm{M}_{\odot}\)، وَدِقَّة كُتْلَةِ المادَّةُ المُظْلِمَة \(m_{\rm DM}=4.5\times10^{5}\,\rm{M}_{\odot}\). يُمْكِن تَتْبَع تارِيخِ تَجْمِيعِ التَراكِيب الفَرْعِيَّةِ مِن خِلالَ لَقَطات زَمَنِيَّةٍ بِاِسْتِخْدامِ أَشْجارِ الدَمْجِ (sublink) (2015RodriguezG)، حَيْثُ يَكُون لِلتَرْكِيب الفَرْعِيِّ النازِلِ سَلَف فَرِيد. مِن خِلالَ أَشْجارِ الدَمْجِ عَبْرَ اللَقَطاتِ، يُمْكِن تَتْبَع الجَسِيمات النَجْمِيَّة المَعْرِفَةِ عَلَى أَنَّها داخِلِيَّةٍ أَو خارِجِيَّةِ، نَتِيجَةَ لِلاِنْدِماجات عَبْرَ الازمنه الكَوْنِيَّة. تَمَّ تَحْسِينِ وَصِفات مُحاكاةَ TNG50 لِتَحْلِيلِ الهَيْكَل وَالدِينامِيكِيّات الداخِلِيَّةِ عَلَى مِقْياسِ الكيلوبارسك، كَما وَصَفَ فِي (2019Pillepich)، مِن \(z \approx 0~\rm{to}~z\approx 6\)، وَهٰذا التَشْغِيلِ (TNG50-1) مُناسِبٍ لِدِراسَةِ التارِيخِ الدِينامِيكِيّ فِي المَقايِيسِ الصَغِيرَةِ لِلمَجَرّات عَبْرَ الازمنه الكَوْنِيَّة.
يَتِمّ تَحْدِيدِ الهالات مِن تَوْزِيعِ الجَسِيمات بِاِسْتِخْدامِ خوارزميه ’صِدِّيق الأَصْدِقاء’ (FoF)، الَّتِي تَرْبِط جَسِيمات المادَّةُ المُظْلِمَة مَعاً (2001Davies). يَتِمّ تَحْدِيدِ أَيّ جَسِيمات داخِلَ كُلِّ مَجْمُوعَةِ (FoF) مُرْتَبِطَةً بِالجاذِبِيَّة بِاِسْتِخْدامِ خوارزميه (subfind) (2001Springel, 2009Dolag)، وَتَعْرِيفها كَتَرْكِيب فَرْعِيٍّ، مَعَ الشَرْطُ أَنَّ يَحْتَوِي كُلِّ تَرْكِيبِ فَرْعِيٍّ شَبِيهٌ بالمجره عَلَى ما لا يَقِلّ عَن 20 عُنْصُرٍ كُتْلَةِ دِقَّةٍ (2019Bose). يَتِمّ تَعْيِينِ كُلِّ تَرْكِيبِ فَرْعِيٍّ كَعُضْو فِي مَجْمُوعَةِ (FoF) ضِمْنَ \(R_{200}\) وَيَنْتَمِي إِلَى هالَته المُضِيفَةَ. يَعْرِف \(R_{200}\) بِأَنَّهُ النِصْفِ القَطَر الَّذِي تَكُون فِيهِ كَثافَةُ الهالَةَ المُتَوَسِّطَةِ 200 مَرَّةً كَثافَةُ الكَثافَةِ الحَرِجَةِ لِلكَوْنِ فِي الانزياح الأَحْمَرِ المُعْطَى.
نَخْتار عَيِّنَةً مِن 156 مَجَره مَضْغُوطه مُحاكاةَ بِكُتَله، حَجْمِ، سُكُونَ، وَقُيُودٍ عُمْرِيّه تَبْلُغ \(\rm{(M_{\star})}\ge10^{10}\,\rm{M}_{\odot}\) نِصْفِ القَطَر الفَعّالَ \(\rm({R}_{e})\le 4\,\)kpc، مُعَدَّلِ تَكْوِينِ النُجُومِ النَوْعِيّ \((\rm{sSFR})\,<10^{-11}\,\rm{M}_{\odot}\,\rm{yr^{-1}}\)، وَعُمَر \(\ge 5\,\)Gyr فِي \(z=0\)، لِلحُصُولِ عَلَى العَيِّنَةُ المُخْتارَة مِن المَجَرّات الضَخْمَةُ، المَضْغُوطَة وَالساكِنَة المَعْرُوضَةِ كَنُجُوم حَمْراءُ فِي الشَكْلِ المحذوف. العَتَباتِ المَوْجُودَةِ فِي الأَدَبِيّاتِ لِلكَثافَة لِلمَجَرّات الضَخْمَةُ الساكِنَةِ تَتَراوَح مِن مَعايِيرِ أَقَلَّ إِلَى أَكْثَرَ تَقْيِيداً كَما هُوَ مُوَضِّح فِي (2023kristof). هُنا نَعْتَمِد عَلاقَةَ الكُتْلَةِ-الحَجْمِ الحالِيَّةِ لَتَعْظِيم العَيِّنَةُ المُخْتارَة مَعَ الأَخْذِ فِي الاِعْتِبارِ حَجْمِ صُنْدُوقِ TNG50.
تَخْتَلِف المَجَرّات الضَخْمَةُ الساكِنَةِ فِي الكَوْنِ المَحَلِّيِّ فِي الحَجْمِ عَن نَظِيراتِها فِي الانزياح الأَحْمَرِ العالِي (\(z \gtrsim 2\)) (2005Daddi, 2007Trujillo, 2009Damjanov). المَجَرّات الأَثَرِيَّةُ فِي \(z=0\) هِيَ نَوَى حَمْراءُ نَجَت مِن أَحْداثِ الاِنْدِماجِ الجافّ دُونِ أَنَّ تَخْضَع لِعَمَلِيّاتِ الاستحواذ الضَخْمَةُ مُنْذُ ذٰلِكَ الحِينِ. وَنَتِيجَةَ لِذٰلِكَ، يَبْدُو أَنَّ المَجَرّات الضَخْمَةُ الساكِنَةِ وَالمَجَرّات الأَثَرِيَّةُ تُظْهِر خَصائِصِ مُماثِلَةٍ فِي الكَوْنِ المَحَلِّيِّ عَلَى الرَغْمِ مِن تارِيخِ استحواذها. فِي هٰذِهِ الوَرَقَةَ نَعْرِف الاستحواذ بِناءَ عَلَى كُتْلَةِ النُجُومِ لَنِسْبَة استحواذ الأَقْمارِ الصِناعِيَّةِ كَما يَلِي: \(\rm{M_{\star\,tot}}/M_{\star\,z=0}\)، حَيْثُ \(\rm{M_{\star\,tot}}\) هِيَ الكُتْلَةِ الكُلِّيَّةِ لِلنُجُوم لِلأَقْمارِ الصِناعِيَّةِ المستحوذ عَلَيها. مِن العَيِّنَةُ المُخْتارَة نَعْتَبِر قَطْعِ الاستحواذ بِنِسْبَةِ 10% لِفَصْلِ المَجَرّات الضَخْمَةُ الساكِنَةِ (cETGs) عَن الأَقْمارِ الفَرْعِيَّةِ الأَثَرِيَّةُ. غالِبِيَّةَ الأَقْمارِ الفَرْعِيَّةِ الضَخْمَةُ فِي TNG50 لَها كُتَلِ تَتَراوَح بَيِّنَ \(10^{10} - 10^{10.5}\,\rm{M_\odot}\) (نِظامِ الكُتْلَةِ ’المُنْخَفِضَة’)، بَيْنَما تَقَع نِسْبَةَ أَصْغَرِ فِي نِظامِ الأَقْمارِ الفَرْعِيَّةِ الفائِقَةِ الكُتْلَةِ بِكُتَلٍ نَجْمَيْهِ تَتَجاوَز \(10^{10.5}\,\rm{M_\odot}\) (نِظامِ الكُتْلَةِ العالِيَةِ). نِسْبَةَ الاستحواذ المُتَوَسِّطَةِ لِلأَقْمارِ الفَرْعِيَّةِ فِي هٰذِهِ النطاقات تَتَراوَح مِن 7% لِنِظامِ الكُتْلَةِ المُنْخَفِضَة وَتَزْداد إِلَى 40% لِلكُتَل حَوْلَ \(10^{11}\,\rm{M_\odot}\). حَدَّدْنا قَطْعاً بِنِسْبَةِ 10% لِلعَيِّنَة بِأَكْمَلِها، حَيْثُ ثَبَتَ أَنَّهُ مُناسِبٍ لَكَلَآ مِن نِظامَيْ الكُتْلَةِ المُنْخَفِضَة وَالعالِيَة. وَإِلّا، فِي نِظامِ الكُتْلَةِ العالِيَةِ، تَتَماشَى هٰذِهِ نِسْبَةَ الاستحواذ مَعَ القِيَمِ المُتَوَقَّعَةِ للاستحواذ الخارِجِيِّ لِ NGC 1277 (2018Beasley). العَيِّنَةُ المُخْتارَة النِهائِيَّةِ تَتَأَلَّف مِن 156 قَمَرا فَرْعِيّا قَدِيماً، ضَخْما، وَمَضْغُوطا فِي \(z=0\)، حَيْثُ أَكْتَسِب 57 مِنها أَكْثَرَ مِن 10% مِن الأَقْمارِ الصِناعِيَّةِ (مِن هُنا فَصاعِداً cETGs)، بَيْنَما بَقِيَ 99 قَمَرا فَرْعِيّا نِسْبِيّاً ’مُتَجَمِّدا’ مُنْذُ العُصُورِ القَدِيمَةِ (مِن هُنا فَصاعِداً الأَثَرِيَّةُ).
نَقُوم بِتَنْفِيذِ تَحْلِيلِ حَرَكِيّ لِفَصْلِ الهَياكِل المُخْتَلِفَةِ فِي مَجَره. فِي سِياقِ المُحاكاة، تَمَّ اِسْتِكْشافٍ طَرِيقَةِ التَحْلِيلِ الحَرَكِيِّ بِاِسْتِخْدامِ نَهْجٍ مُخْتَلِفَةٍ، بِعَضِّ الأَمْثِلَة تَشْمَل رَمْزُ هيدروديناميكا الجَسِيمات المَلْساءُ (SPH) (2003Abadi)، مُحاكاةَ التَكْبِير (2016MObreja)، تَطْبِيقِ خوارزميه التَعَلُّمِ الآلِيِّ غَيْرِ المُراقِبُ لِتَحْلِيلِ الهَياكِل مِن المُحاكاة الكَوْنِيَّة (2019Du) وَمُؤَخَّراً، تَطْبِيقِ الطَرِيقَةِ فِي مُحاكاةَ الكَوْنِيَّة TNG50, TNG100, TNG300, وَ EAGLE (2022ZhuLing). فِي هٰذِهِ الدِراساتِ، العَوامِلُ الرَئِيسِيَّةِ الَّتِي تُمَيِّز النُجُومِ عَلَى هَياكِلِ مُخْتَلِفَةٍ هِيَ الطاقَةِ وَالزَخِم الزاوي.
يَتِمّ تَطْبِيقِ التَحْلِيلِ الحَرَكِيِّ أَيْضاً عَلَى دَرْبِ التَبّانَة مَعَ مَعْلُوماتٍ المَرْحَلَةِ الفَضائِيَّةِ 6D لِلنُجُوم المستحصله مِن المُلاحَظاتِ (Helmi2018). أَصْبَحَ مِن المُمْكِنِ لِلمَجَرّات القَرِيبَةِ بِتَطْبِيقِ طَرِيقَةِ دِينامِيكِيَّةٌ تَراكَبَ المَدارات لِ Schwarzschild (1979Schwarzschild) عَلَى المَجَرّات الَّتِي تَمَّت مُلاحَظَتها بِواسِطَةِ أَدَواتِ وَحْدَةِ المَجالِ التَكامُلِيّ (IFU). مِن نَمُوذَجَ Schwarzschild، يُمْكِن الحُصُولِ عَلَى تَوْزِيعِ مَدارِ النُجُومِ لَمَجَره. يَتِمّ اِسْتِخْدامِ مُعامِلَيْنِ، الدائِرِيَّةِ \(\lambda_z\) وَالنِصْفِ قَطَرِ المُتَوَسِّطِ الزَمَنِيِّ \(r\) بِشَكْلٍ شائِع لَتَوْصِيف مَداراتِ النُجُومِ، وَيَتِمّ تَقْدِيمِ تَوْزِيعِ مَدارِ النُجُومِ كَتَوْزِيعِ كَثافَةُ الاِحْتِمالِ لِلمَدارات فِي الفَضاءِ المرحلي لِ \(\lambda_z\) وَ \(r\). اِسْتِناداً إِلَى تَوْزِيعِ مَدارِ النُجُومِ، يُمْكِن إِجْراءِ التَحْلِيلِ الحَرَكِيِّ عَلَى المَجَرّات الحَقِيقِيَّةِ بِطَرِيقَةٍ مُماثِلَةٍ لِلمُحاكاة. تَمَّ تَطْبِيقِ هٰذِهِ التَقْنِيَّةِ عَلَى عَيِّنَةً كَبِيرَةٍ مِن المَجَرّات مِن مسوحات الطَيْف الضَوْئِيّ لِ IFU، مِثْلَ SAURON (2001Davies) بِواسِطَةِ (2008Vandebosch)، CALIFA (2014WalcherCalifa) بِواسِطَةِ (2018ZhuLing)، SAMI (Bryant2015) بِواسِطَةِ (Santucci2022)، MaNGA (2016Bundy) بِواسِطَةِ (2020MNRASJinZhuLong)، وَالمَجَرّات الَّتِي تَمَّت مُلاحَظَتها بِواسِطَةِ MUSE (Ding2023) لِدِراسَةِ الهَياكِل الدِينامِيكِيَّة.
لِجَعْلِ تَحْلِيلِ الهَيْكَل قابِلٌ لِلمُقارَنَة مَعَ تِلْكَ الخاصَّةِ بِالمَجَرّات الحَقِيقِيَّةِ اِسْتِناداً إِلَى طَرِيقَةِ تَراكَبَ المَدارِ، فِي هٰذِهِ الوَرَقَةَ، نَقُوم أَيْضاً بِتَوْصِيف تَوْزِيعِ مَدارِ النُجُومِ لِكُلِّ مَجَره مُحاكاةَ بِتَوْزِيعِ كَثافَةُ الاِحْتِمالِ لِ \(p(\lambda_z, r)\)، كَما هُوَ مُوَضِّح بِواسِطَةِ مجرتين فِي الشَكْلِ [Fig.2]. ثُمَّ نَقُوم بِتَحْلِيلِ الهَيْكَل بِشَكْلٍ عامَ بِاِتِّباعِ (2022ZhuLing). نَقُوم بِتَحْلِيلِ كُلِّ مَجَره إِلَى أَرْبَعَةِ مُكَوِّناتِ: القُرْصِ \(\lambda_{z}> 0.8\) وَ \(r < r_{\rm{max}}\)، النَواةُ \(\lambda_{z} > 0.8\) وَ \(r< r_{\rm{cut}}\)، وَمُكَوِّن الهالَةَ النَجْمِيَّة الداخِلِيَّةِ الساخِنَةِ (المُسَمَّى بِبَساطَة كَالهالَة طِوالَ الوَرَقَةَ) \(\lambda_{z}< 0.5\) وَ \(r_{\rm{cut}} < r < r_{\rm{max}}\)، حَيْثُ \(r_{\rm{cut}} = 2.5 \, kpc\) وَ \(r_{\rm{max}} = 7 \, kpc\)، كَما هُوَ مُوَضِّح فِي الشَكْلِ [Fig.2]. تَمَّ تَعْرِيفٍ المُكَوِّناتِ الأَرْبَعَةِ بِطَرِيقَةٍ مُماثِلَةٍ لِتِلْكَ المَوْجُودَةِ فِي (2022ZhuLing)، بِاِسْتِثْناءِ أَنَّنا نَخْتار \(r_{\rm{cut}} = 2.5\,kpc\)، وَالَّذِي أَظْهَرَ أَنَّهُ أَكْثَرَ مُلاءَمَةِ لِلمَجَرّات المُدْمَجَة الَّتِي تُرَكِّز عَلَيها هٰذِهِ الوَرَقَةَ.
تَمَّ تَنْظِيمِ النَتائِجِ فِي قِسْمَيْنِ رَئِيسِيَّيْنِ: الدِينامِيكِيَّة الداخِلِيَّةِ لِلنُجُوم لِلعَيِّنَة، الَّتِي تَمَّ تَحْلِيلها مِن خِلالَ طَرِيقَةِ تَحْلِيلِ مَداراتِ النُجُومِ فِي القِسْمِ [Sec.Dynamics]، وَالقِسَم [Sec:environment]، حَيْثُ نُناقِش كَيْفَ يُؤَثِّر البِيئَةِ عَلَى الآثارِ وَالمَجْمُوعاتِ النَجْمِيَّة المُبَكِّرَةُ المُدْمَجَة.
فِيما يَلِي، نُطَبِّق طَرِيقَةِ التَحْلِيلِ العَدَدِيِّ المَوْصُوفَة فِي القِسْمِ [sub:orbitaldecomposition]، وَنَقْدَم النَتائِجِ المُتَحَصِّلَة لَتَطَوُّر الكُتْلَةِ، الأَعْمار، وَالتَرْكِيبات المَعْدِنِيَّةِ لِلعَيِّنَة.
نَحْنُ نَدْرُس العَيِّنَةُ المُحَدَّدَةِ فِي ثَلاثِ حُقْب كُونِيهِ مُخْتَلِفَةٍ، \(z=2\)، \(z=1.5\)، وَ \(z=0\)، لِفَهْمِ تَطَوُّرِ الكُتْلَةِ النَجْمِيَّة عَبْرَ كُلِّ مُكَوِّن حَرَكِيّ يُسَمَّى القُرْصِ، النُتُوء، وَالهالَة. تَمَّ اِخْتِيارِ هٰذِهِ الانزياحات الحَمْراءِ لِلوُصُولِ إِلَى الإِعْدادات الدِينامِيكِيَّة لِلبَقايا فِي مَراحِلِ مُخْتَلِفَةٍ، مِثْلَ مَرْحَلَةِ ’الكُتْلَةِ الحَمْراءِ’ فِي \(z=2\) (2020tortora, 2021Spiniello, 2023spiniello). فِي \(z=1.5\)، مُعْظَمَ المَجَرّات الإِهْلَيْلَجِيَّة العِمْلاقَةِ المُبَكِّرَةُ وَالبَقايا مِن عَيَّنَتْنا قَد مَرَّت بِدَمْجها الأَكْبَرُ كُتْلَةِ، وَتَطَوَّرَت بِشَكْلٍ سَلْبِيٌّ بُعْدَ هٰذِهِ الفَتْرَةِ، خاصَّةٍ البَقايا. اِخْتارَ (Floresfreitas2022) مُرَشَّحِي البَقايا مُعْتَبَراً تَطَوُّرهم السَلْبِيِّ مِن هٰذا الانزياح الأَحْمَرِ فَصاعِداً. يَنْتَهِي التَطَوُّرِ فِي \(z=0\)، وَيُمْكِن مُقارَنَته بِالمُلاحَظات المُتاحَةِ وَالمُسْتَقْبَلِيَّة لِلبَقايا وَالمَجَرّات الإِهْلَيْلَجِيَّة العِمْلاقَةِ المُبَكِّرَةُ المُدْمَجَة فِي الكَوْنِ المَحَلِّيِّ.
بَيْنَما تُظْهِر البَقايا وَالمَجَرّات الإِهْلَيْلَجِيَّة العِمْلاقَةِ المُبَكِّرَةُ المُدْمَجَة سُلُوكاً عاماً مُتَشابِها عَبْرَ جَمِيعِ الانزياحات الحَمْراءِ المُعْتَبَرَةِ، هُناكَ تَبايُنٍ مَلْحُوظٍ فِي سُلُوكِ المُكَوِّناتِ الفَرْدِيَّةِ عِنْدَ فَحْصُها بِشَكْلٍ مُنْفَصِل. لَتَقْيِيم أَهَمِّيَّةً التَشابُهات وَالاِخْتِلافات بَيِّنَ تَوْزِيعِ العَيِّنَةُ الفَرْعِيَّةِ، أَجْرَيْنا اِخْتِبارِ كولموغوروف-سميرنوف (KS - test) وَاِخْتِبارِ أَنْدِرْسُون-دارلينغ (AD - test) (1952AD)، مِن خِلالَ المُكَوِّناتِ الحَرَكِيَّة عَبْرَ كُلِّ انزياح أَحْمَر. تُقِيم هٰذِهِ الاِخْتِباراتِ ما إِذا كانَ يُمْكِن أَنَّ تَكُون التَوْزِيعات قَد جاءَت مِن وَظائِفِ أَساسِيَّةٍ مُماثِلَةٍ، مَعَ تَقْيِيمِ تَوْزِيعِ البَياناتِ الحالِيَّ. يَقِيس اِخْتِبارِ KS الحَدِّ الأَقْصَى لِلمَسافَة العَمُودِيَّة بَيِّنَ وَظائِفِ التَوْزِيعِ التراكمي (CDFs) لِعَيِّنَتَيْنِ، بَيْنَما يُعْطِي اِخْتِبارِ AD وَزْناً أَكْبَرَ لِلذُيُول فِي التَوْزِيعات، مِمّا يَجْعَله حَسّاسا فِي اِكْتِشافِ الاِنْحِرافات فِي النِهايات. نَتائِجِ اِخْتِبارِ KS وَ AD المَعْرُوضَةِ فِي الجَدْوَلُ (Tab:table) تَتَّفِق فِي مُعْظَمَ الحالاتِ، بِاِسْتِثْناءِ القُرْصِ، النُتُوء، وَكُتَله القُرْصِ فِي \(z=1.5\)، وَكُتَله الهالَةَ فِي \(z=2\)، حَيْثُ يَتَجاوَز الاِخْتِلافِ بَيِّنَ الاِخْتِباراتِ \(5\%\) فِي تَحْلِيلِ التَوْزِيعِ. نَتِيجَةَ لِذٰلِكَ، تُظْهِر البَقايا وَالمَجَرّات الإِهْلَيْلَجِيَّة العِمْلاقَةِ المُبَكِّرَةُ المُدْمَجَة تَشابُهات لا يُمْكِن إِغْفالها مِن حَيْثُ التَوْزِيعِ العامِّ، عَلَى الرَغْمِ مِن أَنَّها تُظْهِر أَيْضاً اِخْتِلافاتٍ حَرَكِيَّةِ فِي جَمِيعِ المُكَوِّناتِ المُقِيمَةِ فِي \(z=0\)، دُونِ أَيّ اِخْتِلافِ بَيِّنَ الاِخْتِباراتِ. القُرْصِ وَالنُتُوء فِي \(z=2\) يُظْهَرانِ تَشابُهات إِحْصائَيْهِ، مِمّا يَعْنِي أَنَّ دِينامِيكِيّات النُجُومِ لِهٰذِهِ المُكَوِّناتِ كانَت مُتَشابِهَةً بِما فِيهِ الكِفايَةُ فِي تِلْكَ الحِقْبَةِ. حَوْلَ \(z=1.5\)، تُظْهِر الهالَةَ النَجْمِيَّة الداخِلِيَّةِ الساخِنَةِ بِالفِعْلِ اِخْتِلافاتٍ بَيِّنَ العَيِّنَةُ، عَلَى الرَغْمِ مِن أَنَّ دِينامِيكِيّات القُرْصِ وَالنُتُوء لا تَزال غَيْرِ حاسِمَةً بِحُلُولِ ذٰلِكَ الوَقْتِ. يُمْكِن أَنَّ يُشِير هٰذا إِلَى أَنَّهُ فِي هٰذِهِ اللَحْظَةِ قَد يَحْدُث اِنْتِقالِ نَحْوَ التَمْيِيزِ الكامِلِ لِهٰذِهِ المُكَوِّناتِ فِي \(z=0\) لَكَلَآ العَيِّنَتَيْنِ.
تُظْهِر الآثارِ وَالمَجَرّات المُدْمَجَة القَدِيمَةِ اِتِّجاهاتٍ عامَّةٍ مُتَشابِهَةً لا يُمْكِن إِغْفالها فِي \(z=2\) وَاِخْتِلافات دِينامِيكِيَّةٌ فِي \(z=0\)، مَعَ الأَخْذِ فِي الاِعْتِبارِ دِينامِيكِيّات كُتْلَةِ النُجُومِ خِلالَ كُلِّ حِقْبَةِ. فِي الشَكْلِ الَّذِي يُمْكِن تَقْيِيمِ تَأْثِيرِ الاستحواذ بِشَكْلٍ خاصٍّ مِن خِلالَ كُتَلِ النُجُومِ، مُتَوَسِّطُ أَعْمارَ النُجُومِ، وَمُتَوَسِّطِ التَرْكِيبات الكِيمِيائِيَّةِ لِلآثارِ وَالمَجَرّات المُدْمَجَة القَدِيمَةِ فِي \(z=0\). يَتِمّ ترميز هٰذا الشَكْلِ بَلُّون يَعْتَمِد عَلَى نِسْبَةَ استحواذ الأَقْمارِ الصِناعِيَّةِ، حَيْثُ يُمَثِّل الاستحواذ المُنْخَفَض لِلأَقْمارِ الصِناعِيَّةِ بِواسِطَةِ أَقْمارٍ الآثارِ المَعْرُوضَةِ كَعَلامات ’+’ زَرْقاء (\(<10\%\) مِن الاستحواذ)، بَيْنَما تَتَناثَر المَجَرّات المُدْمَجَة القَدِيمَةِ بِمَزِيدٍ أَو أَقَلَّ مِن الاستحواذ عَلَى طُولِ كُلِّ إِطارِ لِكُلِّ مُكَوِّن حَرَكِيّ: الهالَةَ، النَواةُ، وَالقُرْص.
تَمَّ الحُصُولِ عَلَى عُمَر النُجُومِ وَالتَرْكِيبات الكِيمِيائِيَّةِ بِطَرِيقَةٍ مُماثِلَةٍ لَكَيْفِيَّة حُصُولنا عَلَى جَسِيمات كُتْلَةِ النُجُومِ فِي كُلِّ مُكَوِّن فَرْعِيٍّ، مُحَدَّدَةٍ بِعَتَبات التَحْلِيلِ المَدارِي فِي المُحاكاة. نَتِيجَةَ لِذٰلِكَ، تَمَّ الحُصُولِ عَلَى مُتَوَسِّطُ أَعْمارَ النُجُومِ وَهِيَ 9.06 جيجا سَنَةً، وَ 8.83 جيجا سَنَةً عَلَى التَوالِي لِلآثارِ وَالمَجَرّات المُدْمَجَة القَدِيمَةِ. يَتِمّ حِسابِ هٰذا العُمْرِ كَمُتَوَسِّط أَعْمارَ كُلِّ مُكَوِّن مَعاً. فِيما يَتَعَلَّق بِمُتَوَسِّطِ التَرْكِيبات الكِيمِيائِيَّةِ لِكُلِّ مُكَوِّن، تَقَدَّمَ النَتائِجِ المُحَصِّلَةُ تُدْرَجا يُقارِب 0.3 بَيِّنَ العَيْنات، مَعَ \(Z/Z_{\odot} = 1.65\) وَ \(Z/Z_{\odot} = 1.99\) لَأَقْمار الآثارِ وَالمَجَرّات المُدْمَجَة القَدِيمَةِ عَلَى التَوالِي. بِالنَظَرِ إِلَى تارِيخِ الاستحواذ المُمْتَدِّ لِلمَجَرّات المُدْمَجَة القَدِيمَةِ مُقارَنَةً بِالآثار، يُتَوَقَّع المَرْء اِخْتِلافاً طَفِيفاً بَيِّنَ مُتَوَسِّطُ الأَعْمار وَقِيَمِ التَرْكِيبُ الكِيمِيائِيّ لِلمَجَرّات المُدْمَجَة القَدِيمَةِ وَالآثارِ كَما هُوَ مُوَضِّح.
عِنْدَ فَحْص السُلُوكِ الحَرَكِيِّ لَكُتَله النُجُومِ، العُمْرِ المَحْسُوبُ، وَتَوْزِيعات التَرْكِيبُ الكِيمِيائِيّ فِيما يَتَعَلَّق بِنِسَبٍ الاستحواذ، يَبْدُو أَنَّ أَهَمَّ استحواذات المَجَرّات المُدْمَجَة القَدِيمَةِ لا تَبْدُو أَنَّها تَلْعَب دَوْراً كَبِيراً فِي تَمْيِيزٍ مَسارِها عَن مَساراتٍ الآثارِ بِدُونِ استحواذ كَبِيرٍ. فِي الاِخْتِيارُ الأُولَى عِنْدَ \(z=0\)، قُمْنا بِتَحْدِيدِ الأَقْمارِ الفَرْعِيَّةِ الضَخْمَةُ، المُدْمَجَة، وَالهادِئَة عَلَى وَجْهِ التَحْدِيدِ. ثُمَّ يَتِمّ تَصْنِيفِها بِناءَ عَلَى نَسَبَ الاستحواذ، بِاِسْتِخْدامِ نِسْبَةَ مِئَوِيَّةِ ثابِتَةٍ لِإِنْشاءِ عَيِّناتٍ فَرْعِيَّةٍ مُتَمَيِّزَةٍ. عَلَى الرَغْمِ مِن التَبايُنات فِي مُكَوِّناتها الدِينامِيكِيَّة عِنْدَ \(z=0\) وَالاِخْتِلالات الطَفِيفَة فِي العُمْرِ وَالتَرْكِيب الكِيمِيائِيّ، فَإِنَّ المَسارُ العامِّ لا يَكْشِف عَن تَمْيِيزٍ واضِحٍ أَو فِئَةٌ مُنْفَصِلَةٍ مِن المَجَرّات المُدْمَجَة، حَتَّى عِنْدَما تَكُون نِسْبَةَ الاِنْدِماجِ كَبِيرَةٍ أَو مُنْخَفَضه كَما 10%، كَما هُوَ مُوَضِّح فِي التَداخُلَ العامِّ بَيِّنَ العَيِّنَةُ.
تَمَّت مُقارَنَةً الآثارِ وَالمَجَرّات المُدْمَجَة غَيْرِ الآثارِيَّة مُؤَخَّراً بِكُتَلٍ نَجْمَيْهِ مُماثِلَةٍ، أَحْجام، تَشَتَّتَ السُرْعَةِ المُتَكامِل، التَرْكِيبات الكِيمِيائِيَّةِ، وَوَفَّرَهُ [Mg/Fe] فِي (2023Martin)، حَيْثُ أَشارُوا إِلَى مَيْلِ أَثْقَلَ لَدَى الآثارِ وَغَيْرِ الآثارِ فِي وَظِيفَةٍ الكُتْلَةِ الأَوَّلِيَّةِ لِلنُجُوم، مُضِيفَيْنِ قَيْداً آخَرِ عَلَى هٰذِهِ الفِئَةِ المُدْمَجَة مِن المَجَرّات، المَفْصُولَة بِتارِيخِ تَكْوِينِ النُجُومِ.
فِي هٰذا القِسْمِ، نُقَدِّم النَتائِجِ المُتَعَلِّقَةِ بِالكَثافَة المَحَلِّيَّةِ وَالاِرْتِباطات الناتِجَةِ عَن التَجْرِيدُ بِناءَ عَلَى التَوْزِيعِ العالَمِيِّ لِلعَيِّنَة فِي بِيئَتها.
مُحاكاةَ TNG50 لَيِسَت مُناسَبَةِ لِاِسْتِكْشافِ التَنَوُّعِ البِيئِيِّ، بِسَبَبِ تَرْكِيزِ هٰذا الحَجْمِ مِن الصُنْدُوقِ عَلَى الدِقَّةِ المَحَلِّيَّةِ العالِيَةِ بَدَلاً مِن نطاقات كُتْلَةِ الهالَةَ الكَبِيرَةِ. وَمَعَ ذٰلِكَ، كَما نَرِي فِي الشَكْلِ Fig.6، هُناكَ عَدَدٍ كَبِيرٍ مِن الفَرْعِيّات فِي الهالات ذاتِ الكُتَلِ الصَغِيرَةِ (87 فَرْعِيّات داخِلَ \(M_{200} \approx 10^{11.5} - 10^{13} \rm{M_\odot}\)) وَأَيْضاً فِي كُتَلِ الهالَةَ الأَكْبَرُ (18 فَرْعِيّات داخِلَ \(M_{200} \approx 10^{14} \rm{M_\odot}\))، حَيْثُ يُمْكِن مُقارَنَةً هٰذِهِ النطاقات بِكُتَلٍ تَتَراوَح مِن مَجْمُوعاتٍ المَجَرّات الصَغِيرَةِ إِلَى عُنْقُود مَجَرّات نَمُوذَجِيٍّ. نَتِيجَةَ لِتَوْزِيعِ العَيِّنَةُ الحالِيَّ، لا يُلاحِظ عَلاقَةَ واضِحَةٍ تَتَعَلَّق بِتَفْضِيل كُتَلِ الهالَةَ (مِقْياسِ الكَثافَةِ) لِلمَجَرّات القَدِيمَةِ أَو المَجَرّات المُدْمَجَة المَضْغُوطَة، حَيْثُ يَتِمّ العُثُورِ عَلَى كُلّاً المَجْمُوعَتَيْنِ فِي جَمِيعِ نطاقات كُتَلِ الهالَةَ المُضِيفَةَ. قَد يُعْزَى العَدَدَ الأَكْبَرُ مِن المَجَرّات القَدِيمَةِ فِي الهالات الأَقَلِّ كُتْلَةِ إِلَى كُتَلها النَجْمِيَّة الأَقَلِّ مُقارَنَةً بِالمَجَرّات المُدْمَجَة المَضْغُوطَة. نَظَراً لِأَنَّها قَد مَرَّت بِعَدَدٍ أَقَلَّ مِن حَلَقاتِ الاستحواذ عَلَى مَرِّ الزَمَنِ، فَقَد يَنْعَكِس ذٰلِكَ أَيْضاً فِي كُتَلِ هالاتها. إِمْكانِيَّةَ أُخْرَى هِيَ الاِخْتِلال الطَفِيف فِي تَوازُنٍ العَيِّنَةُ، المُكَوَّنَةِ مِن 99 فَرْعِيّات لِلمَجَرّات القَدِيمَةِ وَ57 لِلمَجَرّات المُدْمَجَة المَضْغُوطَة.
بِهَدَفِ تَحْسِينِ تَوْزِيعِ الفَرْعِيّات فِي بِيئَتها، يُظْهِر الشَكْلِ Fig.7 تَوْزِيعِ الأَقْمارِ الصِناعِيَّةِ وَالمَجَرّات المَرْكَزِيَّةِ بَيِّنَ كُتَلِ هالاتها المُضِيفَةَ لَكَلَآ العَيِّنَتَيْنِ: المَجَرّات القَدِيمَةِ وَالمَجَرّات المُدْمَجَة المَضْغُوطَة. تُظْهِر اللَوْحاتِ العَلَوِيَّة مِن الشَكْلِ Fig.7 الفَرْعِيّات المَرْكَزِيَّةِ فَقَط (يَسارِ)، وَفَرْعِيّات الأَقْمارِ الصِناعِيَّةِ مِن العَيِّنَةُ. تَعْرِف الفَرْعِيّات المَرْكَزِيَّةِ بِأَنَّها أَكْبَرَ مَجَره فِي هالَتها المُضِيفَةَ، وَتَعْرِف الأَقْمارِ الصِناعِيَّةِ بِأَنَّها تَدُور حَوْلَ فَرْعِيَّةٍ أُخْرَى ضَخْمَةٍ فِي نَفْسِ الهالَةَ المُضِيفَةَ. تَقَع الفَرْعِيّات المَرْكَزِيَّةِ بِشَكْلٍ رَئِيسِيٍّ فِي كُتَلِ الهالات الصَغِيرَةِ لَكَلَآ العَيِّنَتَيْنِ. الأَقْمارِ الصِناعِيَّةِ تَقَع بِشَكْلٍ رَئِيسِيٍّ فِي الهالات الضَخْمَةُ، كَما هُوَ مُتَوَقَّعٌ بِسَبَبِ العَدَدَ الأَكْبَرُ مِن المَجَرّات الضَخْمَةُ فِي الكثافات العالِيَةِ. تُشِير اللَوْحاتِ السُفْلِيَّة إِلَى اِنْتِشارِ المَرْكَزِيَّةِ وَالأَقْمار الصِناعِيَّةِ إِلَى المَجَرّات المُدْمَجَة المَضْغُوطَة وَالمَجَرّات القَدِيمَةِ عَلَى حِدَّةِ. يَعُد الشَكْلِ Fig.6 وَالشَكْل Fig.7 الإِعْدادُ العامِّ لِتَوْزِيعِ العَيِّنَةُ فِي بِيئَتها العالَمِيَّةِ، اِسْتِناداً إِلَى كُتَلِ الهالَةَ المُضِيفَةَ فِي \(z=0\).
يُشِير التَوْزِيعِ الحالِيَّ إِلَى إِمْكانِيَّةَ العُثُورِ عَلَى المَجَرّات القَدِيمَةِ وَكَذٰلِكَ المَجَرّات المُدْمَجَة المَضْغُوطَة عَلَى كُتَلِ مَجْمُوعاتٍ المَجَرّات الصَغِيرَةِ، وَكَوْنها جُزْءاً مِن عُنْقُود المَجَرّات. يُمْكِن تَفْسِيرٍ هٰذا الاِكْتِشافِ مِن مَنْظُورَيْنِ مُتَعَلِّقَيْنِ بِالمَجَرّات القَدِيمَةِ: فِي الأَنْظِمَةِ الأَقَلِّ كُتْلَةِ – وَبِالتالِي فِي البِيئات ذاتِ الكَثافَةِ المُنْخَفِضَة، مِن المُرَجِّحِ أَنَّ تَكُون المَجَرّات القَدِيمَةِ أَقَلَّ عُرْضَةً لِلاِنْدِماج وَزِيادَةِ النِسْبَةِ الخارِجِيَّةِ، وَبِالتالِي نَتَوَقَّع العُثُورِ عَلَى هٰذِهِ الفِئَةِ مِن المَجَرّات المَضْغُوطَة بِدُونِ استحواذ مَلْحُوظٍ فِي هٰذِهِ البِيئَةِ المَعْزُولَةِ. مِن ناحِيَةٍ أُخْرَى، كَما أَشارَ (2016PeraltaArriba)، يُمْكِن أَنَّ تَمْنَع التشتتات السَرِيعَةِ المُرْتَفَعَةِ وَالوَسَط العُنْقُودِيّ الحارِّ (ICM) نُمُوِّ غِلاف نَجْمَيْ مُكْتَسَب مِن خِلالَ الاِنْدِماجات. إِمْكانِيَّةَ أُخْرَى فِي هٰذا الإِطارِ العُنْقُودِيّ هِيَ التَحْقِيقِ فِي دَوْرِ الاِجْتِثاث، الَّذِي يُمْكِن أَنَّ يُزِيل الغِلافِ مِن المجره (2009Kapferer,2022Peluso,2023Goller).
قُمْنا بِتَقْدِيرٍ كَثافَةُ التَوْزِيعِ العالَمِيِّ مِن خِلالَ حِسابِ الكَثافَةِ المَحَلِّيَّةِ بِاِسْتِخْدامِ طَرِيقَةِ الفَتْحَة المَوْصُوفَة فِي (2014mariacebrian,2016PeraltaArriba)، اِسْتِناداً إِلَى الكُتْلَةِ النَجْمِيَّة الكُلِّيَّةِ حَوْلَ المجره ضِمْنَ نِصْفِ قَطَرِ ثابِتٌ. هُنا اِعْتَمَدْنا كُرَةِ نِصْفِ قَطَرها 2Mpc فِي \(z=0\). يُظْهِر اللَوْح الأَيْسَر مِن الشَكْلِ Fig.8 قِيَمِ الكَثافَةِ المَحَلِّيَّةِ لِلعَيِّنَة، مُتَّبَعا الاِتِّجاهاتِ السابِقَةِ المَوْصُوفَة (أَنْظُر الشَكْلِ Fig.7). بِالنَظَرِ إِلَى حَجْمِ صُنْدُوقِ TNG50، لا يُمْكِننا تَقْدِيمِ اِفْتِراضاتٍ قَوِيَّةٍ تَتَعَلَّق بِتَفْضِيل البِيئَةِ لِلمَجَرّات القَدِيمَةِ. فِي الوَقْتِ نَفْسِهِ، مِن المُمْكِنِ اِسْتِكْشافٍ العَلاقَةِ بَيِّنَ الكُتْلَةِ النَجْمِيَّة الكُلِّيَّةِ وَكَثافَة البِيئَةِ، كَما نَرِي فِي اللَوْح الأَيْمَن مِن الشَكْلِ Fig.8. عَلَى الرَغْمِ مِن أَنَّ العَيْنات المُخْتارَة مِن المَجَرّات القَدِيمَةِ وَالمَجَرّات المُدْمَجَة المَضْغُوطَة هِيَ فَرْعِيّات مَضْغُوطه، فَإِنَّ تِلْكَ الَّتِي شَهِدَت استحواذا كَبِيراً لا تُوجَد فِي بِيئات ذاتِ كَثافَةُ عالِيَةٍ مُقارَنَةً بِالمَجَرّات القَدِيمَةِ، عَلَى الرَغْمِ مِن كُتَلها الأَعْلَى. يُشِير العَدَدَ الأَكْبَرُ مِن المَجَرّات القَدِيمَةِ فِي الكَثافَةِ المَحَلِّيَّةِ العالِيَةِ، مُقارَنَةً بِالمَجَرّات المُدْمَجَة المَضْغُوطَة المُخْتارَة فِي نَفْسِ نِطاقِ الكُتْلَةِ، إِلَى تَفْضِيل المَجَرّات القَدِيمَةِ لِلبِيئَةِ الكَثِيفَةِ، اِسْتِناداً إِلَى نَتائِجِ (2016PeraltaArriba). فِي السِياقِ الحالِيَّ، قَد يُشِير هٰذا أَيْضاً إِلَى تَحِيز إِحْصائَيَّ، حَيْثُ بِسَبَبِ العَدَدَ القَلِيلُ مِن المَجَرّات المُدْمَجَة المَضْغُوطَة مُقارَنَةً بِالمَجَرّات القَدِيمَةِ (57 مُقابِلَ 99)، فَإِنَّ عَدَدٍ المَجَرّات المُدْمَجَة المَضْغُوطَة فِي الكثافات العالِيَةِ لَيِسَ مَوْثُوقاً. إِمْكانِيَّةَ أُخْرَى هِيَ عَدَمِ وُجُودِ تَنَوُّعِ فِي كُتَلِ الهالَةَ، خاصَّةٍ فِي النِطاقِ العالِي مِن الكُتَلِ. تَمْنَع هٰذِهِ العَوامِلُ المُجْتَمِعَة مِن تَقْدِيمِ اِدِّعاءاتٍ قَوِيَّةٍ بِدُونِ اِسْتِكْشافات أُخْرَى بِاِسْتِخْدامِ مُحاكاةَ كُونِيهِ أُخْرَى.
نَحْنُ نَسْتَكْشِف أَيْضاً بِيئَةُ الأَسْلاف الفَرْعِيَّةِ لِلعَيِّنَة. يُظْهِر الشَكْلِ Fig.9 تَطَوُّرِ الكَثافَةِ المَحَلِّيَّةِ لِلمَجَرّات المُدْمَجَة المَضْغُوطَة وَالمَجَرّات القَدِيمَةِ مِن \(z=2\)، \(z=1.5\)، وَ\(z=0\) (مِن اليَمِينِ إِلَى اليَسارِ). مِن خِلالَ تَتْبَع الكَثافَةِ المَحَلِّيَّةِ لَأَسْلاف الفَرْعِيّات، يُمْكِننا رُؤْيَةٍ التَوْزِيعِ البِيئِيِّ السابِقِ حَتَّى يُؤَدِّي إِلَى التَخْصِيصِ الحالِيَّ. العَدَدَ الأَكْبَرُ مِن المَجَرّات القَدِيمَةِ (مُقارَنَةً بِالمَجَرّات المُدْمَجَة المَضْغُوطَة) فِي الكثافات العالِيَةِ مُنْذُ \(z=2\)، مَلْحُوظٍ لِأَنَّ هٰذِهِ المَجْمُوعَةِ لَم تَمُرّ بِحَلَقات استحواذ كَبِيرَةٍ، عَلَى الرَغْمِ مِن كَثافَةُ بِيئَتها. تَتَغَيَّر كَثافَةُ الفَرْعِيّات فِي البِيئات ذاتِ الكَثافَةِ المُنْخَفِضَة قَلِيلاً مَعَ مُرُورِ الزَمَنِ. كَما يُمْكِن مُلاحَظَةُ مِن الشَكْلِ Fig.7، فَهِيَ مَرْكَزِيَّةٌ وَمَعْزُولَةٍ، مُقارَنَةً بِالأَقْمار الصِناعِيَّةِ فِي البِيئات ذاتِ الكَثافَةِ العالِيَةِ. فِي القِسْمِ Sect.stripping نُناقِش الاِرْتِباطاتِ بَيِّنَ خَصائِصِ الفَرْعِيّات المَوْجُودَةِ فِي البِيئات ذاتِ الكَثافَةِ المُنْخَفِضَة وَالعالِيَة اِسْتِناداً إِلَى هٰذا الاِنْتِشارِ.
مَنْظُورٍ آخَرِ لَاِكْتِساب رُؤَى حَوْلَ العَلاقَةِ بَيِّنَ الفَرْعِيّات وَبِيئَتها هُوَ مِن خِلالَ التَحْقِيقِ فِي كَثافَةُ الغازِ الداخِلِيِّ وَدَرَجاتِ الحَرارَةِ المُرْتَبِطَةِ. أَفادَت بِعَضِّ الأَعْمالِ بِالكَشْفِ عَن اِنْبِعاثات الأَشِعَّة السينيه الساخِنَةِ حَوْلَ مجرتين قَدِيمَتَيْنِ مُنْعَزِلَتَيْنِ – Mrk 1216 وَ PGC 032873 (2018ABuote,2018Werner)، مِمّا يُشِير إِلَى دَرَجاتٍ حَرارَةُ فِي حُدُودِ \(k_{B}\rm{T} \sim 0.6 - 0.7\) keV لِلمَجَرّات القَدِيمَةِ المُنْعَزِلَة. بِالنَظَرِ إِلَى أَعْدادنا، نَحْنُ نَسْتَكْشِف دَرَجَةِ حَرارَةُ الغازِ لِلعَيِّنَة فِي الشَكْلِ Fig.10. تَعْرِف الفَرْعِيّات الساخِنَةِ هُنا بِأَنَّها تِلْكَ الَّتِي تَتَجاوَز دَرَجاتٍ حَرارَتِها \(10^{6}\,\rm{K}\).
يُمْكِن اِعْتِبارِ كَثافَةُ الغازِ وَدَرَجاتِ الحَرارَةِ كَمُؤَشَّر لِلاِنْبِعاثات السينيه (1995NFW)، طالَما أَنَّ دَرَجاتٍ الحَرارَةِ مُرْتَفَعَةً بِما يَكْفِي لِاِعْتِبارٍ الغازِ مُتَأَيِّنا بِالكامِلِ. يُظْهِر هٰذا الحَدِّ الأَدْنَى لِدَرَجَةِ الحَرارَةِ فِي اللَوْحَةُ العَلَوِيَّة، حَيْثُ تَمَّ اِخْتِيارِ 125 تَحْتَ مَجْمُوعاتٍ فَرْعِيَّةٍ بِدِقَّةٍ جَسِيمات كافِيَةٍ لِحِسابِ دَرَجاتٍ الحَرارَةِ، حَيْثُ 75 مِنها هِيَ الأَثَرِيّات، وَ50 هِيَ المَجَرّات الإِهْلَيْلَجِيَّة المُدْمَجَة المَعْرُوضَةِ عَلَى كُتَلِ مُضِيفَيْها، مُلَوَّنه حَسَبَ مُتَوَسِّطُ كَثافَةُ الغازِ. تُوجَد دَرَجاتٍ الحَرارَةِ العالِيَةِ فِي بِيئات ذاتِ كَثافَةُ أَعْلَى، كَما هُوَ مُتَوَقَّعٌ بِسَبَبِ تَأْثِيرِ الوَسَطِ العُنْقُودِيّ المُحِيطِ عَلَى كُتَلِ أَعْلَى \(M_{200}\). وَمَعَ ذٰلِكَ، حَوْلَ \(M_{200} \approx 10^{12.5} \rm{M_{\odot}}\)، يُوجَد 33 تَحْتَ مَجْمُوعَةِ فَرْعِيَّةٍ بِدَرَجات حَرارَةُ أَعْلَى مِن الحَدِّ المُحَدَّدِ لِاِخْتِيارِ اِلْتَحَت مَجْمُوعاتٍ الساخِنَةِ. هٰذا النِطاقِ الكتلي قابِلٌ لِلمُقارَنَة مَعَ كُتْلَةِ مارْك 1260، \(M_{200} \approx 9.6 \times 10^{12} \rm{M_{\odot}}\) (2018ABuote). اِلْتَحَت مَجْمُوعاتٍ ذاتِ دَرَجاتٍ الحَرارَةِ المُنْخَفِضَة (مُوَقَّعَةٍ ك \(T \sim 0\) كِيلُو إِلِكْترُون فَوَلَّت)، تَحْتَوِي عَلَى كَمِّيَّةِ ضَئِيلَةً مِن جَسِيمات الغازِ، مِمّا يَمْنَع تَقْدِيرٍ دَرَجَةِ الحَرارَةِ، وَلا يَنْبَغِي تَفْسِيرُها كتحت مَجْمُوعاتٍ ذاتِ دَرَجَةِ حَرارَةُ مُنْخَفَضه (لَعَلاقَة أَكْثَرَ اِكْتِمالاً لفقاعات الأَشِعَّة السينيه وَتَقْدِيرات دَرَجاتٍ الحَرارَةِ المَوْجُودَةِ فِي TNG50، أَنْظُر (2021Annalisaxray)). يُظْهِر تَوْزِيعِ اِلْتَحَت مَجْمُوعاتٍ الساخِنَةِ العالَمِيِّ فِي اللَوْحَةُ السُفْلِيَّة، مَعَ تَسْلِيطُ الضَوْء عَلَى 33 تَحْتَ مَجْمُوعَةِ ساخِنَةٍ، حَيْثُ تَقَع 25 تَحْتَ مَجْمُوعَةِ فِي بِيئَةُ ذاتِ كَثافَةُ مُنْخَفَضه – المُحَدَّدَةِ هُنا كالتحت مَجْمُوعاتٍ أَدَّنِي مِن مُتَوَسِّطُ كُتَلِ \(M_{200}\) البالِغِ \(10^{12.60}\,\rm{M_{\odot}}\)، وَ8 تَحْتَ مَجْمُوعاتٍ مَوْضُوعَةِ فِي بِيئَةُ عُنْقُودَيْهِ ذاتِ كَثافَةُ أَعْلَى.
بِالإِضافَةِ إِلَى الاستحواذ، نَسْتَكْشِف تارِيخِ النَزْعِ لِلعَيِّنَة المُتَعَلِّقِ بِبِيئَتها. تُعَكِّر القُوَى المِدْيَة بَيِّنَ المجره وَالبِيئَةِ هَيْكَلِ المجره، مِمّا يَتَداخَل فِي دِينامِيكِيّاتها ومورفولوجيتها، أَو حَتَّى يُؤَدِّي إِلَى تُفَكِّكها (مَثَلاً (1983AMerritt, 2022Pallero)). يُظْهِر الرَسْمُ البَيانِيّ الكَسْرِ المُجَرَّدِ مِن الكُتْلَةِ النَجْمِيَّة مِن العَلاقَةِ \(F_{\rm{disk},{\star}}/F_{\rm{halo},\star}\). يَعْرِف الكَسْرِ المُجَرَّدِ مِن الكُتْلَةِ النَجْمِيَّة بِأَنَّهُ الكَسْرِ بَيِّنَ الكُتْلَةِ النَجْمِيَّة فِي \(z=0\) مَقْسُومه عَلَى الكُتْلَةِ النَجْمِيَّة القُصْوَى خِلالَ تارِيخِها: \(F_{\rm{strip}} = 1 - (\rm{M_{\star}}_{(\rm{z = 0})}/\rm{M_{\star}}_{(\rm{max})})\). مُعْظَمَ الأَقْمارِ الفَرْعِيَّةِ (110) لَدَيها أَقَلَّ مِن 15% مِن الكُتْلَةِ النَجْمِيَّة المُجَرَّدَةِ (73 مِن الآثارِ وَ37 مِن المَجَرّات الإِهْلَيْلَجِيَّة المُدْمَجَة)، بَيْنَما لَدَى 23 قَمَرا فَرْعِيّا أَكْثَرَ مِن 30% مِن الكُتْلَةِ النَجْمِيَّة المُجَرَّدَةِ، حَيْثُ 13 مِنها آثارِ وَ10 مِن المَجَرّات الإِهْلَيْلَجِيَّة المُدْمَجَة. يُمْكِن مُلاحَظَةُ مِن الرَسْمُ البَيانِيّ الاِعْتِمادِ المُمَيَّزِ لِلمُكَوِّن الحَرَكِيِّ لِلآثارِ مَعَ كَسْرِ أَكْبَرَ لِلقُرْص النَجْمِيّ (>0.30)، وَكَسْرِ صَغِيرٍ لِلهالَة النَجْمِيَّة (<0.05)، مُقارَنَةً بِالمَجَرّات الإِهْلَيْلَجِيَّة المُدْمَجَة مَعَ كَسْرِ أَكْبَرَ لِلهالَة النَجْمِيَّة (>0.25)، وَكَسْرِ أَقَلَّ لِلقُرْص النَجْمِيّ (<0.1). يَبْرُزُونَ إِلَى جانِبَيْنِ مُتَقابِلَيْنِ مِن العَلاقَةِ بَيِّنَ القُرْصِ النَجْمِيّ وَالهالَة النَجْمِيَّة، عَلَى الرَغْمِ مِن أَنَّ كُلّاً المَجْمُوعَتَيْنِ تَظْهَرانِ كَسْراً مُنْخَفَضا لِلنَزْع. هٰذا يُشِير إِلَى أَنَّ المَجَرّات الإِهْلَيْلَجِيَّة المُدْمَجَة، الَّتِي لَها تارِيخِ استحواذ كَبِيرٍ، تَخْتَلِف عَن الآثارِ فِي الحالاتِ المُتَطَرِّفَةِ مِن كُسُورٌ القُرْصِ وَالهالَة النَجْمِيَّة. بِالنِسْبَةِ لِلأَقْمارِ الفَرْعِيَّةِ ذاتِ الكَسْرِ العالِي لِلنَزْع (أَيّ >15%)، لا نَرِي اِرْتِباطا واضِحاً مَعَ كُلِّ مُكَوِّن، القُرْصِ وَ/أَو كَسْرِ الهالَةَ.
تَمَّ التَحْقِيقِ عَلَى نِطاقِ واسِعٍ فِي الاِرْتِباطِ النزعي مَعَ البِيئَةِ مِن خِلالَ المُحاكاة العَدَدِيَّةِ (مَثَلاً (2013Chang, 2021Engler, 2022MonteroD)). هُنا نَرْبُط الاِرْتِباطاتِ النزعيه مَعَ البِيئَةِ أَيْضاً فِي الرَسْمُ البَيانِيّ. نُحَدِّد مُتَوَسِّطُ كُتْلَةِ الهالَةَ المُضِيفَةَ \(M_{200} = 10^{12.60}\,\rm{M_{\odot}}\)، كَحَدٍّ لِلكُتْلَة لِفَصْلِ البِيئات ذاتِ الكَثافَةِ العالِيَةِ وَالمُنْخَفِضَة. يَعْرِف الأَقْمارِ الفَرْعِيَّةِ أَدَّنِي مِن القِيمَةِ المُتَوَسِّطَةِ بِأَنَّها جُزْء مِن نِظامِ كُتْلَةِ الهالَةَ المُضِيفَةَ المُنْخَفَض، وَبِالمُقارَنَة، يَعْرِف الأَقْمارِ الفَرْعِيَّةِ فَوْقَ القِيمَةِ المُتَوَسِّطَةِ بِأَنَّها جُزْء مِن البِيئَةِ ذاتِ الكُتْلَةِ العالِيَةِ. هٰذا التَعْرِيفِ مَلائِمِ لِأَنَّهُ يُقَلِّل الفَجْوَةِ بَيِّنَ عَدَدٍ الأَقْمارِ الفَرْعِيَّةِ فِي البِيئات ذاتِ الكَثافَةِ المُنْخَفِضَة مُقارَنَةً بِالأَقْمار الفَرْعِيَّةِ فِي بِيئَةُ العُنْقُود مِن المُحاكاة وَيُحافِظ عَلَى نِسْبَةَ الكَثافَةِ المَحَلِّيَّةِ.
يُظْهِر الجُزْء العَلَوِيّ الأَيْمَن مِن الرَسْمُ البَيانِيّ الآثارِ مَعَ نَزْعِ نَجْمَيْ مُنْخَفِضٌ لَدَيها كَسْرِ كَبِيرٍ لِلكُتْلَة النَجْمِيَّة لِلقُرْص (>0.3) وَكَسْرِ نَجْمَيْ مُنْخَفِضٌ لِلهالَة (<0.05) وَتَقَع فِي بِيئَةُ ذاتِ كُتْلَةِ هاله مُنْخَفَضه. مِن ناحِيَةٍ أُخْرَى، تَقَع المَجَرّات الإِهْلَيْلَجِيَّة المُدْمَجَة عَلَى الجانِبِ المُقابِلِ مُقارَنَةً بِالآثار مَعَ كُسُورٌ نَزْعِ مُماثِلَةٍ مُخْتَلِطَةٍ فِي بِيئَتها. يَتِمّ العُثُورِ عَلَى اِثْنَيْنِ مِن ثَمانِيَةِ أَقْمارٍ فَرْعِيَّةٍ فِي كُتَلِ هاله عالِيَةٍ، وَالباقِي مَوْجُودٌ فِي نِظامِ كُتْلَةِ هاله مُنْخَفِضٌ. يُظْهِر الجُزْء السُفْلِيِّ الأَيْسَر تَوْزِيعاً عاماً لِلآثارِ مَفْصُولا بِبِيئَتهم، مِمّا يُظْهِر أَنَّهُ لَيِسَ كُلِّ الأَقْمارِ الفَرْعِيَّةِ لِلآثارِ فِي البِيئَةِ ذاتِ الكَثافَةِ المُنْخَفِضَة سَتُظْهَر هَيْمَنَة القُرْصِ النَجْمِيّ عَلَى الهالَةَ، حَتَّى مَعَ اِرْتِباطِ كَسْرِ النَزْعِ المُنْخَفَض. مِن المُرَجِّحِ أَنَّ تُحافِظ المَجَرّات الآثارِ الَّتِي تَتَطَوَّر فِي البِيئَةِ ذاتِ الكَثافَةِ المُنْخَفِضَة عَلَى قُرْصها، وَلٰكِن لَيِسَ فِي جَمِيعِ الحالاتِ. بِالنِسْبَةِ لِلمَجَرّات الإِهْلَيْلَجِيَّة المُدْمَجَة فِي الجُزْء السُفْلِيِّ الأَيْمَن، يَبْدُو أَنَّ عَدَمِ وُجُودِ اِرْتِباطِ بِيئِيٌّ أَكْثَرَ وُضُوحاً.
نَحْنُ نَسْتَكْشِف أَيْضاً هٰذِهِ السِمات المورفولوجيه (الحَرَكِيَّة) بِالنَظَرِ إِلَى الأَقْمارِ الفَرْعِيَّةِ المَوْجُودَةِ فِي العُنْقُود الأَكْثَرَ كُتْلَةِ فِي المُحاكاة، المُسَمَّى ’هاله 0’ بِكُتَله \(M_{200} = 2 \times 10^{14} \rm{M_{\odot}}\)، لِلمُقارَنَة مَعَ الهالات المُضِيفَةَ الأَقَلِّ كُتْلَةِ فِي العَيِّنَةُ – المَعْرِفَةِ هُنا كَالأَقْمار الفَرْعِيَّةِ المَعْزُولَةِ، بِكُتَلٍ هاله بَيِّنَ \(M_{200} = 10^{11.47}~\rm{to}~10^{11.81} \rm{M_{\odot}}\). الهَدَفَ هُوَ التَأَكُّدَ مِن ثَباتَ التَوْزِيعِ المَعْرُوضِ فِي الرَسْمُ البَيانِيّ، بِاِعْتِمادِ الحالاتِ المُتَطَرِّفَةِ. بِعِبارَةٍ أُخْرَى، نَسْتَكْشِف الاِعْتِمادِ \(F_{\rm{disk},{\star}}/F_{\rm{halo},\star}\) عَلَى البِيئَةِ مِن خِلالَ النَظَرِ إِلَى الأَقْمارِ الفَرْعِيَّةِ المَوْجُودَةِ فِي هاله شَبِيهَةٍ بِالعُنْقُود، لِلمُقارَنَة مَعَ تِلْكَ المَوْجُودَةِ فِي الحَقْل/المَعْزُولَةِ. هُناكَ 18 قَمَرا فَرْعِيّا مِن العَيِّنَةُ مَوْجُودٌ فِي العُنْقُود، وَالَّتِي نُقارِنها مَعَ 18 قَمَرا فَرْعِيّا آخَرِ مِن العَيِّنَةُ مَوْجُودٌ فِي الحَقْل. يَسْمَح عَدَدٍ الأَقْمارِ الفَرْعِيَّةِ المُتَساوِي، المَفْصُولِ فَقَط بِخَصائِص البِيئَةِ المُتَقابِلَة، لَنا بِالتَأَكُّدِ مِن ما إِذا كانَت الاِتِّجاهاتِ المَوْجُودَةِ سابِقاً ثابِتَةٍ بِالنَظَرِ إِلَى سِينارِيو الحَقْل وَالعُنْقُود. تَدْعَم النَتائِجِ المَعْرُوضَةِ فِي الرَسْمُ البَيانِيّ هٰذِهِ الاِتِّجاهاتِ، بِأَنَّهُ لا يُوجَد اِرْتِباطِ واضِحٍ بَيِّنَ تَوْزِيعِ الآثارِ وَالمَجَرّات الإِهْلَيْلَجِيَّة المُدْمَجَة فِي بِيئَتهم، بِالنَظَرِ إِلَى كَسْرِ القُرْصِ وَالهالَة النَجْمِيَّة، حَتَّى فِي الحالاتِ المُتَطَرِّفَةِ.
مِن إِطارِ عَمَلٍ النَزْعِ العامِّ، يُظْهِر الرَسْمُ البَيانِيّ الكُسُورِ المُجَرَّدَةِ مِن النُجُومِ، الغازِ، وَالمادَّةُ المُظْلِمَة كَوَظِيفَة لِلكُتْلَة النَجْمِيَّة الكُلِّيَّةِ لِلمَجَرّات ضِمْنَ 7 كِيلُومِترٍ (الجُزْء الأَيْسَر) وَكُتَله الهالَةَ المُضِيفَةَ (الجُزْء الأَيْمَن). بِالنَظَرِ إِلَى الكُسُورِ المُجَرَّدَةِ وَالكُتْلَةَ النَجْمِيَّة الكُلِّيَّةِ، مِن المُمْكِنِ مُلاحَظَةُ أَنَّ النُجُومِ وَالمادَّةُ المُظْلِمَة مُرْتَبِطَةً أَكْثَرَ بِالمَجَرّات، بَيْنَما جُزَيْئات الغازِ الَّتِي تَكُون عُرْضَةً لِلتَحَوُّلات الهيدروديناميكيه، يُمْكِن أَنَّ تَسْتَنْفِد بِسُهُولَةٍ مِنها (2012Zemp)، وَنَتِيجَةَ لِذٰلِكَ، تُظْهِر مُعْظَمَ الأَقْمارِ الفَرْعِيَّةِ كَمِّيّاتٍ مُنْخَفَضه مِن كُتْلَةِ الغازِ المُتاحَةِ.
عَلَى الرَغْمِ مِن المُعالَجَةِ غَيْرِ التصادميه، يَتِمّ أَيْضاً استنفاد المادَّةُ المُظْلِمَة فِي عَدَدٍ كَبِيرٍ مِن الأَقْمارِ الفَرْعِيَّةِ وَالمَجَرّات القَدِيمَةِ وَالمَجَرّات المُدْمَجَة المُبَكِّرَةُ، أَكْثَرَ مِن النُجُومِ. قَد يُشِير هٰذا إِلَى أَنَّ هٰذِهِ الأَقْمارِ الفَرْعِيَّةِ ذاتِ نَسَبَ المادَّةُ المُظْلِمَة وَالغازِ المُنْخَفِضَة مَرَّت بِأَحْداثِ تَدْمِيرَيْهِ أَدَّت إِلَى زِيادَةِ النِسَبِ المقتطعه. وَمَعَ ذٰلِكَ، لا يُؤَثِّر هٰذا عَلَى مُحْتَوَى النُجُومِ فِي هٰذِهِ المَجَرّات. تَبْدُو هٰذِهِ الاِتِّجاهاتِ مُسْتَقِلَّةٍ عَن نَوْعٍ المجره (مَجَره مُدْمَجه مُبَكِّرَةٍ أَو مَجَره قَدِيمَةٌ). فِيما يَتَعَلَّق بِمُحْتَوَى المادَّةُ المُظْلِمَة لِلمَجَرّات القَدِيمَةِ، فَقَد بَحَثَ (2023Comeron) نَسَبَ المادَّةُ المُظْلِمَة للمجره القَدِيمَةِ NGC 1277 (D = 71 Mpcs؛ (Yildrim2017)) الواقِعَةِ فِي البِيئَةِ الكَثِيفَةِ لَعُنْقُود برسيوس (2014Trujillo). وَوَجَدُوا نِسْبَةَ ضَئِيلَةً لِلمادَّةِ المُظْلِمَة ضِمْنَ \(5\,R_{e}\)، مِمّا يُشِير إِلَى أَنَّهُ مِن المُمْكِنِ لِبَعْضِ المَجَرّات القَدِيمَةِ أَنَّ تَكُون مستنفده مِن المادَّةُ المُظْلِمَة بِسَبَبِ عَمَلِيّاتِ القِطَعِ أَثْناءَ تَفاعُلها مَعَ المُحِيطِ فِي عُنْقُود المَجَرّات. فِي إِطارِ العَمَلِ الحالِيَّ، وَجَدْنا 15 أَقْمارٍ فَرْعِيَّةٍ ضِمْنَ \(M_{200} \approx 10^{14}\rm{M_{\odot}}\) تَشْتَرِك فِي خَصائِصِ مادِّيَّةٍ مَعَ NGC 1277، مِن حَيْثُ نَقْصِ المادَّةُ المُظْلِمَة (\(f_{\rm{strip}}>60\%\))، وَالكَثافَة (مَعَ \(\rm{R_{e}}<4\) kpc).
مَنْهَجِ آخَرِ هُوَ رَبْطُ نِسْبَةَ القِطَعِ بِالبِيئَةِ. مِن هٰذا المَنْظُورِ، يُمْكِننا مُقارَنَةً نِسْبَةَ القِطَعِ بِالمَجَرّات فِي بِيئات ذاتِ كَثافَةُ مُنْخَفَضه وَعالِيَة. هُنا نَعْرِف بِيئَةُ ذاتِ كَثافَةُ كُتْلَةِ مُنْخَفَضه كَكُتَل الهالات أَقَلَّ مِن الكَثافَةِ المُتَوَسِّطَةِ، كَما هُوَ معرف سابِقاً. يُظْهِر أَنَّ المَجَرّات فِي الأَنْظِمَةِ ذاتِ الكُتْلَةِ المُنْخَفِضَة تُحافِظ عَلَى نُجُومُها وَمادَّتها المُظْلِمَة بِالمُقارَنَةِ مَعَ المَجَرّات فِي بِيئات ذاتِ كَثافَةُ عالِيَةٍ. بَيْنَما فِي بِيئات ذاتِ كُتْلَةِ عالِيَةٍ، تَكُون المَجَرّات (سَواءُ المَجَرّات المُدْمَجَة المُبَكِّرَةُ أَو المَجَرّات القَدِيمَةِ) مَقْطُوعَةُ بِشَكْلٍ كَبِيرٍ مِن المادَّةُ المُظْلِمَة. تَفَقَّدَ المَجَرّات فِي البِيئات ذاتِ الكَثافَةِ العالِيَةِ تَقْرِيباً كُلِّ كُتْلَةِ الغازِ لَدَيها بَيْنَما حَتَّى المَجَرّات فِي الكَثافَةِ المُنْخَفِضَة تَفَقَّدَ غازها. مِن الجَدِيرِ بِالذَكَر أَنَّ تَأْثِيراتِ النَوَى النَشِطَةِ المَجَرِيَّة مِثْلَ إِزالَةِ الغازِ لَم تُؤَخَّذ فِي الاِعْتِبارِ فِي هٰذا العَمَلِ، عَلَى الرَغْمِ مِن أَنَّهُ لا يُمْكِن اِسْتِبْعادَها تَماماً بِسَبَبِ تَعْرِيفنا لِلقِطَعِ. تَحْتاج الاِسْتِكْشافات المُسْتَقْبَلِيَّةِ حَوْلَ طَبِيعَةِ غِيابِ الغازِ وَالمُكَوِّنات الأُخْرَى فِي البِيئات ذاتِ الكَثافَةِ المُنْخَفِضَة إِلَى المَزِيدِ مِن الأَعْمالِ فِي المُسْتَقْبَلِ.
يُسَلِّط الإِطارِ البِيئِيِّ الضَوْء عَلَى تَفْسِيرٍ القِطَعِ المَعْرُوضِ عَلَى مَجْمُوعَةِ المَجَرّات، حَيْثُ تَرْجِع أَعْلَى نِسْبَةَ قَطْعِ إِلَى المَكانِ الَّذِي تُوجَد فِيهِ المَجَرّات. اِسْتِناداً إِلَى تَوْزِيعِ الأَقْمارِ الفَرْعِيَّةِ المَعْرُوضِ فِي الشَكْلِ، وَفِي الاِرْتِباطِ بَيِّنَ القِطَعِ وَكُتَله الهالَةَ المُضِيفَةَ، مِن الواضِحِ أَنَّ البِيئَةِ تَلْعَب دَوْراً أَكْثَرَ أَهَمِّيَّةً مِن كُتْلَةِ المجره فِي تَحْدِيدِ القِطَعِ، بِغَضِّ النَظَرِ عَن مَجْمُوعَةِ المَجَرّات أَو الفِئَةِ (المَرْكَزِيَّةِ أَو القَمَرِيَّة) فِي نِظامِ كُتْلَةِ الهالَةَ المُضِيفَةَ المُنْخَفِضَة. الأَقْمارِ الفَرْعِيَّةِ فِي الكَثافَةِ المُنْخَفِضَة (وَبِالتالِي، أَكْثَرَ عُزْلَةٍ) لَدَيها نَسَبَ قَطْعِ أَقَلَّ بِقَدْرِ ما تَمْتَلِكه المَجَرّات المَرْكَزِيَّةِ فِي هٰذا النِظامِ. مِن ناحِيَةٍ أُخْرَى، فِي نِظامِ كُتْلَةِ الهالات المُضِيفَةَ العالِيَةِ، يَكُون القِطَعِ سائِدا لِجَمِيعِ المُكَوِّناتِ.
تَعْمَل المَجَرّات الأَثَرِيَّةُ كَحَفْرِيّات لِلكَوْنِ القَدِيمِ، وَلِهٰذا السَبَبِ فَهِيَ المُرَشَّحاتُ المِثالِيَّةِ لِدِراسَةِ تَكْوِينِ النُجُومِ فِي المَوْقِعِ، وَحَرَكِيّات النُجُومِ، وَنَسَبَ الغازِ وَالمادَّةُ المُظْلِمَة، وَالمِيزات الأُخْرَى المَحْفُوظَة عَبْرَ الزَمَنِ. مِن وِجْهَةِ نَظَرِ مُراقَبَةِ، يُمْكِن أَنَّ يُوَفِّر التَحْقِيقِ المُفَصَّل فِي هٰذِهِ الفِئَةِ مِن المَجَرّات المُتَجَمِّدَة أَدِلَّةٍ لِفَهْمِ العَمَلِيّاتِ التَطَوُّرِيَّة لِلمَجَرّات الضَخْمَةُ وَالمُدْمَجَة، وَمِن وِجْهَةِ نَظَرِ نَظَرِيَّةَ، يُمْكِن أَنَّ تَعْمَل كَمِفْتاح لِتَحْسِينِ نَماذِجَ تَرْكِيبِ السُكّانِ النَجْمِيَّيْنِ وَقُيُودٍ الكُتْلَةِ الأَوَّلِيَّةِ لِلنُجُوم. فِي هٰذا العَمَلِ عَبْرَ TNG50-1، نُحَقِّق فِي تارِيخِ تَجْمِيعِ 156 مِن الأَقْمارِ الفَرْعِيَّةِ القَدِيمَةِ المُدْمَجَة وَالضَخْمَة مِن النَوْعِ المُبَكِّرِ وَالمَفْصُولَة بِتارِيخِ اِنْدِماجها، حَيْثُ كانَ لَدَى 99 قَمَرا فَرْعِيّا أَقَلَّ مِن 10% مِن الاِنْدِماجِ عَبْرَ الزَمَنِ (الأَثَرِيّات) وَ 57 كانَ لَدَيها تارِيخِ اِنْدِماجَ مُمْتَدّ (cETGs). نَسْتَكْشِف الدِينامِيكِيّات الجلكتيكيه الداخِلِيَّةِ المَحَلِّيَّةِ وَتَوْزِيعِها البِيئِيِّ العالَمِيِّ بِاِسْتِخْدامِ مُحاكاةَ TNG50 الكَوْنِيَّة. نَسْتَخْدِم طَرِيقَةِ تَحْلِيلِ المَدارات لِدِراسَةِ دِينامِيكِيّات النُجُومِ مِن مُكَوِّناتِ الحَرَكَةِ الدِينامِيكِيَّة لِلقُرْص وَالنُتُوء وَالهالَة عَلَى مَدَى \(z=0\)، \(z=1.5\)، وَ \(z=2\). النَتائِجِ الرَئِيسِيَّةِ مُلَخَّصه كَما يَلِي:
i) بِشَكْلٍ عامَ، يَشْتَركَ المَجْمُوعِ الكُلِّيِّ المُكَوَّنِ مِن cETGs وَالمَجَرّات الأَثَرِيَّةُ فِي تَشابُهات مِن حَيْثُ تارِيخِ التَجْمِيع، مَعَ الأَخْذِ فِي الاِعْتِبارِ الجَوانِبِ العامَّةِ مِثْلَ العُمْرِ، وَالتَرْكِيب الكِيمِيائِيّ، وَالمُدْمَجَة، وَالبِيئَةِ. فِي \(z=2\)، يُظْهِر عَيَّنَتْنا خَصائِصِ دِينامِيكِيَّةٌ مُماثِلَةٍ فِي جَمِيعِ المُكَوِّناتِ الحَرَكِيَّة (النُتُوء، القُرْصِ، وَالهالَة النَجْمِيَّة الداخِلِيَّةِ الساخِنَةِ)، وَمَعَ تَقَدَّمَ الزَمَنِ (حِوالِي \(z=1.5\))، تَخْضَع دِينامِيكِيّات النُجُومِ لِكُلِّ مُكَوِّن لَتَغْيِيرات، بِسَبَبِ الاِنْدِماجات، مِمّا يَخْلُق تَمْيِيزاً دِينامِيكِيّا لِلنُجُوم بَيِّنَ cETGs وَالأَثَرِيّات فِي \(z=0\) لِجَمِيعِ المُكَوِّناتِ الحَرَكِيَّة المَذْكُورَةِ، بِالإِضافَةِ إِلَى نَسَبَ \(\rm{F_{disk}~ and~F_{halo}}\). عَلَى الرَغْمِ مِن الاِخْتِلافِ فِي دِينامِيكِيّات النُجُومِ لِهٰذِهِ المُكَوِّناتِ فِي \(z=0\)، فَإِنَّ هٰذِهِ المَجَرّات لا تَتْبَع مَسارا تَطَوُّرِيّا مُخْتَلِفاً. وَبِالتالِي، لا تَعْمَل الاِنْدِماجات (سَواءُ كانَت طَفِيفَةٍ أَو رَئِيسِيَّةٍ) كَعامِلِ أَساسِيٌّ فِي تَحْوِيلِ المَجَرّات الَّتِي كانَت مُدْمَجه فِي \(z=2\) إِلَى مَجَرّات ضَخْمَةٍ مِن النَوْعِ المُبَكِّرِ فِي \(z=0\).
ii) لِمَزِيدٍ مِن تَقْيِيدِ السِينارِيو المُقْتَرَحِ أَعْلاه، نَفْحَص اِنْتِشارِ الأَعْمار النَجْمِيَّة وَالتَرْكِيبات الكِيمِيائِيَّةِ بَيِّنَ الكُتَلِ النَجْمِيَّة عَبْرَ المُكَوِّناتِ لِتَوْضِيحِ دَوْرِ الاِنْدِماجِ بِشَكْلٍ أَفْضَلَ عَلَى القُرْصِ، وَالنُتُوء، وَالهالَة. مِن المُتَوَقَّعِ أَنَّ تَكُون بِعَضِّ cETGs شَواذَّ فِي التَوْزِيعِ لِلكُتَل الأَعْلَى (\(\rm{M}_\star\) ضِمْنَ 7 كَم) بِسَبَبِ الاِنْدِماجِ المُتَأَخِّر. بِاِسْتِثْناءِ هٰؤُلاءِ الشَواذِّ، تَتَداخَل الأَقْمارِ الفَرْعِيَّةِ الَّتِي شَهِدَت اِنْدِماجا كَبِيراً (50%، 60%، وَ 70%) مَعَ الأَقْمارِ الفَرْعِيَّةِ الأَثَرِيَّةُ فِي كُلِّ مُكَوِّن مُقِيمٍ، مُتَّبَعَةً مَسارا دِينامِيكِيّا مُتَّسِقا يُؤَدِّي إِلَى مَجْمُوعَةِ مُدْمَجه أَصْغَرِ سَناً (8.83 سَنَةً مُقارَنَةً ب 9.06 سَنَةً) وَأَكْثَرُ غِنَى بِالمَعادِنِ (\(Z/Z_\odot = 1.99\) مُقارَنَةً ب \(Z/Z_\odot = 1.65\))، مُتَناقِضَةٍ مَعَ مَجْمُوعَةِ الأَثَرِيّات، كُلاهما مُلاحِظ فِي \(z=0\).
iii) يَكْشِف الاِنْتِشارِ البِيئِيِّ العامِّ لِلعَيِّنَة عَن الأَثَرِيّات إِلَى جانِبِ cETGs الَّتِي تُغَطِّي جَمِيعِ نطاقات كُتَلِ الهالَةَ فِي الحَجْمِ المُسْتَكْشِف. تَرْبِط بِعَضِّ الأَعْمالِ مَساراتٍ مُتَمَيِّزَةٍ لِلمَجَرّات الإِهْلَيْلَجِيَّة المُدْمَجَة فِي بِيئات مَعْزُولَةً مُقارَنَةً بِتِلْكَ المَجَرّات المُدْمَجَة الَّتِي تَكُون أَقْماراً لَمَجَره مُضِيفَةً مُرْتَبِطَةً (Ferre-Mateu2017,Kim_2020,Deeley2023). فِي الشَكْلِ [Fig.7]، نُظْهِر أَنَّ كُلّاً العَيِّنَتَيْنِ الفَرْعِيَّتَيْنِ تَتَكَوَّنانِ مِن الأَقْمارِ الفَرْعِيَّةِ المَرْكَزِيَّةِ (بِدُونِ مُضِيف مُرْتَبِطٌ) وَالأَقْمار الفَرْعِيَّةِ القَمَرِيَّة (مَعَ مُضِيف فَرْعِيٍّ مُرْتَبِطٌ). بِالنَظَرِ إِلَى الاِسْتِكْشافِ الحَرَكِيِّ السابِقِ بِدُونِ تَمْيِيزٍ بِيئِيٌّ بَيِّنَ المَراكِزِ وَالأَقْمار، يُمْكِننا اِفْتِراضِ أَنَّ البِيئَةِ أَو وُجُودِ اِرْتِباطِ لا يُؤَثِّر عَلَى العَمَلِيّاتِ الدِينامِيكِيَّة الداخِلِيَّةِ. بِعِبارَةٍ أُخْرَى، فِي هٰذا السِياقِ الحالِيَّ، البِيئَةِ لَيِسَت العامِلِ الحاسِمِ لِلتَمْيِيزِ بَيِّنَ مَساراتٍ المَجَرّات المَرْكَزِيَّةِ الضَخْمَةُ وَالأَقْمار الفَرْعِيَّةِ cETGs. كَما أُشِير فِي القِسْمِ [Sec:environment]، يُمْكِن لِ TNG50 أَنَّ يُقَدِّم تَحِيزا بِسَبَبِ حَجْمِهِ، حَيْثُ تُوجَد كُتَلِ مَجْمُوعَةِ المَجَرّات أَكْثَرَ مُقارَنَةً بِالبِيئات المُتَنَوِّعَةَ مِثْلَ العَناقِيد. وَمَعَ ذٰلِكَ، يَتِمّ التَخْفِيفِ مِن هٰذا التَحَيُّزِ عِنْدَما نُحَلِّل طَرَفَيْ التَوْزِيعات فِي الشَكْلِ [Fig.12].
iv) بِالإِضافَةِ إِلَى التَوْزِيعِ العامِّ فِي \(z=0\)، قُمْنا بِالتَحْقِيقِ فِي تَطَوُّرِ الكَثافَةِ المَحَلِّيَّةِ (ضِمْنَ 2 ميغاباسكال) لِلأَسْلاف فِي \(z=2\) وَ \(z=1.5\) مِن الأَقْمارِ الفَرْعِيَّةِ الحالِيَّةِ. تُشِير نَتائِجنا إِلَى عَدَدٍ أَكْبَرَ مِن الأَثَرِيّات فِي البِيئات الأَكْثَرَ كَثافَةُ مُقارَنَةً ب cETGs فِي نَفْسِ نِطاقِ الكُتْلَةِ فِي جَمِيعِ الانزياحات الحَمْراءِ المُقِيمَةِ. كَما ذَكَرَ سابِقاً، فَإِنَّ هٰذا الاِتِّجاهِ يَتَماشَى مَعَ النَتائِجِ مِن (2016PeraltaArriba)، حَيْثُ يُمْكِن أَنَّ تُعِيق الآثارِ البِيئِيَّةِ لِلوَسَط البَيْنِيّ المَجَرِيُّ الاِنْدِماجِ، معيقه نُمُوَّها وَالحِفاظِ عَلَى مُدْمَجَتها مُنْذُ ذٰلِكَ الحِينِ. فِي بِيئَةُ مُنْخَفَضه الكَثافَةِ، مِن المَعْقُول اِعْتِبارِ أَنَّ النُمُوِّ مُعَوِّقٍ بِسَبَبِ نَقْصِ المَوادِّ المُحِيطَةِ الكافِيَةِ. فِيما يَتَعَلَّق بِالنُمُوِّ المُسْتَمِرِّ لِلمَجَرّات المُدْمَجَة فِي عُزْلَةٍ، يُؤَكِّد (Deeley2023) أَنَّهُ خِلالَ المَراحِلِ الأَوَّلِيَّةِ مِن تَطَوُّرِ cE، يَتَرَكَّز الغازِ تَدْرِيجِيّاً فِي المَرْكَزِ. فِي الوَقْتِ نَفْسِهِ، يَسْتَمِرّ تَراكُمِ عَمَلِيَّةِ تَكْوِينِ النُجُومِ المَضْغُوطَة لَكُتَله النُجُومِ داخِلَ هٰذِهِ المَناطِقِ الأَساسِيَّةِ، مِمّا يُؤَدِّي إِلَى زِيادَةِ التَرْكِيزِ الداخِلِيِّ للمجره. بَيْنَما تَمَّ العُثُورِ عَلَى اِتِّفاقٍ بِشَأْنِ الأَثَرِيّات المَوْضُوعَةِ فِي البِيئات عالِيَةٍ الكَثافَةِ، فَإِنَّهُ لا يَزال مِن الضَرُورِيِّ إِجْراءِ مَزِيدٍ مِن الاِسْتِكْشافات لَتَقْيِيد مِساحَةِ المُعَلِّماتُ بِالنَظَرِ إِلَى حجوم المُحاكاة الأُخْرَى، خاصَّةٍ تِلْكَ الَّتِي تُوَفِّر مَجْمُوعَةِ مُتَنَوِّعَةٍ مِن البِيئات الكَثِيفَةِ.
v) لَقَد رَبَطَنا أَيْضاً الجَوانِبِ العامَّةِ لِتَوْزِيعِ العَيِّنَةُ مَعَ دَرَجَةِ حَرارَةُ الغازِ لِلأَقْمارِ الفَرْعِيَّةِ. حَدَّدْنا الأَقْمارِ الفَرْعِيَّةِ الساخِنَةِ عَلَى أَنَّها تِلْكَ الَّتِي تَزِيد دَرَجاتٍ حَرارَةُ الغازِ لَدَيها عَن \(10^6\)K. فَقَط 125 قَمَرا فَرْعِيّا لَدَيها جُزَيْئات غازِ كافِيَةٍ لِحِسابِ دَرَجَةِ الحَرارَةِ وَالكَثافَة، مِن بَيِّنَها تَمَّ تَصْنِيفِ 33 قَمَرا فَرْعِيّا كَأَقْمار فَرْعِيَّةٍ ساخِنَةٍ، بِما فِي ذٰلِكَ كُلِّ مِن cETGs وَالأَثَرِيّات (الشَكْلِ [Fig.10]). تَزْداد دَرَجَةِ حَرارَةُ الأَقْمارِ الفَرْعِيَّةِ مَعَ كُتْلَةِ الهالَةَ فِي \(M_{200}\)، بِاِسْتِثْناءِ قَمَرَ فَرْعِيٍّ واحِدٍ يَتَمَتَّع بِدَرَجَةِ حَرارَةُ عالِيَةٍ عَلَى الرَغْمِ مِن كَوْنُهُ فِي بِيئَةُ مُنْخَفَضه الكَثافَةِ؛ بَيْنَما هُوَ اِسْتِثْناءِ، فَإِنَّهُ لَيِسَ غَيْرِ شائِع حَيْثُ تُوجَد مُلاحَظاتٍ لِلمَجَرّات الأَثَرِيَّةُ الساخِنَةِ الَّتِي لَيِسَت فِي بِيئات العَناقِيد (2018Werner,2018ABuote).
vi) قُمْنا بِتَقْدِيرٍ نِسْبَةَ تَجْرِيد النُجُومِ عَبْرَ العَيِّنَةُ وَرَبَطْناها بِالبِيئَةِ. تَمَّ تَعْرِيفٍ الأَقْمارِ الفَرْعِيَّةِ فِي البِيئات مُنْخَفَضه الكَثافَةِ عَلَى أَنَّها تِلْكَ الَّتِي تُقِلّ عَن مُتَوَسِّطُ كُتَلِ الهالَةَ فِي \(M_{200}\)، بَيْنَما تَمَّ تَعْرِيفٍ الأَقْمارِ الفَرْعِيَّةِ فِي البِيئات عالِيَةٍ الكَثافَةِ عَلَى أَنَّها تَزِيد عَن هٰذا المُتَوَسِّطِ. يَتِمّ وَصَفَ التَوْزِيعِ العامِّ لِلأَقْمارِ الفَرْعِيَّةِ مِن حَيْثُ \(\rm{F_{\star disk}}\) وَ \(\rm{F_{\star halo}}\)، مُصَنَّفَةٍ وِفْقاً لَبِيئاتها المَعْنِيَّةِ فِي الشَكْلِ [Fig.11]. بِشَكْلٍ طَبِيعِيٍّ، تَرْتَبِط مُعَدَّلاتِ تَجْرِيد النُجُومِ الأَعْلَى بِبِيئات ذاتِ كُتْلَةِ أَعْلَى. وَمَعَ ذٰلِكَ، تَتَطَلَّب النَتائِجِ لِحالاتٍ الكَثافَةِ المُنْخَفِضَة وَالتَجْرِيدِ المُنْخَفَض مَزِيداً مِن الاِهْتِمامِ. فِي هٰذا السِياقِ، يُحافِظ بِعَضِّ الأَقْمارِ الفَرْعِيَّةِ الأَثَرِيَّةُ عَلَى أَقْراصها (Fdisk > 0.3 وَ Fhalo < 0.05).
تَتَوَفَّر نُسْخَةً TNG50-1 مِن مَشْرُوعِ مُحاكاةَ IllustrisTNG عَلَناً عَلَى www.tng-project.org/data (2019Nelson). البَياناتِ الإِضافِيَّة مِن هٰذا العَمَلِ مُتاحَةٍ بِناءَ عَلَى طَلَبَ مَعْقُولٍ مِن المُؤَلِّفُ المُراسِلُ.
يَتِمّ تَمْوِيلِ هٰذا العَمَلِ مِن قِبَلَ تَنْسِيقِ تَحْسِينِ المُسْتَوَى العِلْمِيِّ لِلأَفْرادِ (CAPES Proj. 0001) وَبَرْنامَجِ الدِراساتِ العُلْيا فِي الفِيزياء (PPGFis) فِي UFRGS. يَعْتَرِف MTM بِتَمْوِيلٍ مِن الوِكالَةُ البَرازِيلِيَّةِ لِلتَنْمِيَةِ العِلْمِيَّةِ وَالتِكْنُولُوجِيَّةُ الوَطَنِيَّةِ (CNPq) مِن خِلالَ المِنْحَةِ 140900/2021-7. يَعْتَرِف ACS بِالتَمْوِيل مِن CNPq وَمُؤَسَّسَةُ بُحُوثٍ رِيُو غراندي دُو سَوَّلَ (FAPERGS) مِن خِلالَ المِنْحَةِ CNPq-314301/2021-6 وَ FAPERGS/CAPES 19/2551-0000696-9. يَعْتَرِف CF بِالتَمْوِيل مِن CNPq (433615/2018-4 وَ 314672/2020-6) وَ FAPERGS (21/2551-0002025-3). يَعْتَرِف MC بِالتَمْوِيل مِن CNPq/PIBIC. يُدَعِّم هٰذا العَمَلِ بَرْنامَجِ CAS PIFI 2021VMC0005. نَشْكُر رودريغو فلوريس-فريتاس عَلَى الرُؤَى المُفِيدَةَ مِن العَمَلِ السابِقِ حَوْلَ مُرَشَّحِي الآثارِ فِي مُحاكاةَ TNG50.
فِي الخِتامِ، قُمْنا بِتَحْلِيلِ دِينامِيكِيٍّ نَظَرِي بِاِسْتِخْدامِ طَرِيقَةِ تَحْلِيلِ المَدارات المُطَبَّقَةِ عَلَى مُحاكاةَ TNG50 الكَوْنِيَّة لِدِراسَةِ عَيِّنَةً مِن 156 الكَواكِب المُدْمَجَة الضَخْمَةُ وَالهادِئَة فِي \(z=0\)، \(z=1.5\)، وَ \(z=2\). يُمْكِن تَطْبِيقِ طَرِيقَةِ تَحْلِيلِ المَدارات عَلَى الكَواكِب المُدْمَجَة الضَخْمَةُ مِن خِلالَ بِناءَ نَماذِجَ تَراكَبَ المَدارات لَبَيانات IFU، مِمّا يُوَفِّر طَرِيقَةِ لَتَمْيِيز الخَصائِص الدِينامِيكِيَّة المُخْتَلِفَةِ لِلكَواكِب المُدْمَجَة فِي \(z=0\)، وَاِسْتِعادَةِ ماضِيها الدِينامِيكِيّ مِن الحَرَكَةِ النَجْمِيَّة. تَسْمَح هٰذِهِ الطَرِيقَةِ المُطَبَّقَةِ فِي مُحاكاةَ عالِيَةٍ الدِقَّةِ بِفَهْم العَمَلِيّاتِ الدِينامِيكِيَّة الدَقِيقَةِ الَّتِي تَشْمَل الكَواكِب المُدْمَجَة عَبْرَ الزَمَنِ، مِمّا يُمْكِن مِن تَفْسِيرٍ جَدِيدٍ لِلبَيانات المُراقَبَةِ، وَ/أَو تَحْسِينِ النَماذِجِ النَظَرِيَّةِ لِهٰذِهِ الأَجْسام فِي الانزياح الأَحْمَرِ العالِي. وَجَدْنا أَنَّ الكَواكِب المُدْمَجَة ذاتِ الاستحواذ الكَبِيرِ تُظْهِر تَشابُهات لا يُمْكِن إِغْفالها فِي مَساراتٍ التَطَوُّرِ الدِينامِيكِيّ مَعَ تِلْكَ الكَواكِب المُدْمَجَة بِدُونِ استحواذ كَبِيرٍ. عَلَى الرَغْمِ مِن أَنَّ المَسارُ التَطَوُّرِيّ لا يُؤَدِّي إِلَى فُرُوعِ مُخْتَلِفَةٍ، فَإِنَّ الدِينامِيكِيّات النَجْمِيَّة فِي \(z=0\) مُخْتَلِفَةٍ بِشَكْلٍ مَلْحُوظٍ، مِمّا يُشِير إِلَى أَنَّ الاِنْدِماجات تُؤَثِّر عَلَى مَناطِقِ الهالَةَ النَجْمِيَّة الداخِلِيَّةِ الساخِنَةِ لِلكَواكِب ذاتِ التارِيخِ الاستحواذي المُمْتَدِّ. تَسْتَمِرّ المَساراتِ المُماثِلَةِ المَبْلَغِ عَنها بَيِّنَ الكَواكِب المُدْمَجَة وَالآثارِ حَتَّى عِنْدَ اِسْتِكْشافٍ حالاتِ بِيئِيَّةٍ قُصْوَى، مِمّا يُشِير إِلَى أَنَّ تَأْثِيراتِ الدِينامِيكِيّات المَحَلِّيَّةِ لِهٰذِهِ الأَجْسام تَفُوق تَأْثِيراتِ البِيئَةِ.
[lastpage]