星系的形成与演化
星系的形成与演化研究星系如何从原初密度涨落中诞生，并通过气体吸积、恒星形成、并合以及在宇宙时间尺度上的反馈作用而成长。
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Definition
星系的形成与演化是天体物理学的一个分支，它解释了星系如何在不断增长的暗物质晕中起源，并随着时间的推移，通过气体的流入和冷却、恒星的形成、调节这种增长的能量反馈以及与其他星系的并合而发生变化。
Scope
该领域涵盖了暗物质晕的结构分级增长、星系通过并合和相互作用的组装、气体供应和反馈对恒星形成的调节，以及从早期宇宙至今观测到的星系群体的演化。
Sub-topics
Core questions
- 星系如何在暗物质晕的宇宙网中形成？
- 并合和相互作用在塑造星系中扮演什么角色？
- 恒星形成如何受到气体供应和反馈的调节？
- 星系群体在宇宙时间尺度上是如何演化的？
Key theories
- 两阶段分级形成
- 怀特和里斯提出，暗物质晕首先通过引力坍缩和聚类形成，之后气体在其中冷却形成发光星系，这为现代理论奠定了框架。
- 反馈调节增长
- 超新星和活动星系核释放的能量加热并驱逐气体，抑制恒星形成，并在宇宙学模型中塑造星系质量函数。
- 宇宙恒星形成历史
- 恒星形成的体积平均速率在大爆炸后数十亿年达到峰值，此后逐渐下降，任何成功的星系演化模型都必须重现这一历史。
Clinical relevance
星系形成将宇宙学、气体动力学、恒星形成和黑洞增长整合到一个关于可见宇宙如何组装的单一叙述中，它为解释深度巡天和下一代望远镜的数据提供了理论基础。
History
现代图景始于1978年怀特和里斯提出的将星系与暗物质晕联系起来的两阶段理论。数值模拟和半解析模型在20世纪90年代和21世纪初逐渐成熟，深度巡天绘制了宇宙恒星形成历史，共同确立了反馈调节的分级形成作为标准框架。
Key figures
- Simon White
- Martin Rees
- Piero Madau
- Rachel Somerville
Related topics
Seminal works
- white1978
- madau2014
- mo2010
Frequently asked questions
- 星系是在暗物质晕之前还是之后形成的？
- 在标准图景中，暗物质晕首先坍缩，因为暗物质不辐射能量。然后普通气体落入这些晕中，冷却并形成恒星，因此发光星系是在预先存在的晕内部组装的。
- 为什么星系会停止形成恒星？
- 星系可能会耗尽冷气体，超新星和活动星系核的能量反馈会加热或驱逐气体，从而抑制恒星形成。环境，例如位于星系团中，也可能剥离气体供应。