A lower fragmentation mass scale for clumps in high redshift galaxies: a systematic numerical study
Notice bibliographique
Résumé
We perform a systematic study of the effect of sub-grid physics, resolution and structural parameters on the fragmentation of gas-rich galaxy discs into massive star forming clumps due to gravitational instability. We use the state-of-the-art zoom-in cosmological hydrodynamical simulation ARGO (Fiacconi et al. 2015) to set up the initial conditions of our models, and then carry out 26 high resolution controlled SPH simulations of high-z galaxies. We find that when blast-wave feedback is included, the formation of long-lived, gravitationally bound clumps is difficult, requiring disc gas fractions of at least 50% and massive discs, which should have $V_{max} > 200$ km/s at $z \sim 2$, more massive than the typical galaxies expected at those redshifts. Clumps have typical masses $\sim 10^7 M_{\odot}$. Clumps with mass $\sim 10^8 M_{\odot}$ are rare, as they require clump-clump merging and sustained mass accretion for a few orbital times, while normally clumps migrate inward and are tidally disrupted on the way on shorter timescales. Clump sizes are in the range $100-400$ pc. Giant clumps identified in observations ($10^8-10^9 M_{\odot}$) might either have a different origin, such as minor mergers and clumpy gas accretion, or their sizes and masses may be overestimated due to blending caused by insufficient resolution. Using an analytical model originally developed to explain the fragmentation scale in gravitationally unstable 3D protoplanetary discs, we can predict the characteristic masses of clumps soon after fragmentation much better than using the conventional Toomre mass. Due to their modest size, clumps have little effect on bulge growth as they migrate to the center. In our unstable discs a small bulge can form irrespective of the presence of long-lived clumps since it is triggered by efficient gas inflows due to global non-axisymmetric instabilities.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,006 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».