Formation of compact galaxies in the Extreme-Horizon simulation

Creators: Chabanier, S.; Bournaud, F.; Dubois, Y.; Codis, S.; Chapon, D.; Elbaz, D.; Pichon, C.; Bressand, O.; Devriendt, J.; Gavazzi, R.; Kraljic, K.; Kimm, T.; Laigle, C.; Lekien, J.-B.; Martin, G.; Palanque-Delabrouille, N.; Peirani, S.; Piserchia, P.-F.; Slyz, A.; Trebitsch, M.; Yèche, C.

Others:: Institut de Recherches sur les lois Fondamentales de l'Univers (IRFU) ; Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay; Astrophysique Interprétation Modélisation (AIM (UMR_7158 / UMR_E_9005 / UM_112)) ; Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS); Institut d'Astrophysique de Paris (IAP) ; Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS); Institut de Physique Théorique - UMR CNRS 3681 (IPHT) ; Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS); Korean Institute of Advanced Studies (KIAS) ; Korean Institute of Advanced Studies; DAM Île-de-France (DAM/DIF) ; Direction des Applications Militaires (DAM) ; Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA); Laboratoire en Informatique Haute Performance pour le Calcul et la simulation (LIHPC) ; DAM Île-de-France (DAM/DIF) ; Direction des Applications Militaires (DAM) ; Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Direction des Applications Militaires (DAM) ; Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay; University of Oxford [Oxford]; Royal Observatory Edinburgh (ROE) ; University of Edinburgh; Yonsei University; Steward Observatory ; University of Arizona; Korea Astronomy and Space Science Institute (KASI); Joseph Louis LAGRANGE (LAGRANGE) ; Université Nice Sophia Antipolis (1965 - 2019) (UNS) ; COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire de la Côte d'Azur ; COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-Université Côte d'Azur (UCA)-Université Côte d'Azur (UCA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS); Observatoire de la Côte d'Azur ; COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-Université Côte d'Azur (UCA); Max-Planck-Institut für Astronomie (MPIA) ; Max-Planck-Gesellschaft; Zentrum für Astronomie der Universität Heidelberg (ZAH) ; Universität Heidelberg [Heidelberg]; The Extreme-Horizon simulation was performed as a "Grand Challenge" project granted by GENCI on the AMD Rome extension of the Joliot Curie supercomputer at TGCC.; ANR-17-CE31-0017,3DGASFLOWS,Comprendre le rôle des écoulements de gaz autour des galaxies grâce à une confrontation entre observations 3D et simulations numériques(2017)

Description

We present the Extreme-Horizon (EH) cosmological simulation, which models galaxy formation with stellar and active galactic nuclei (AGN) feedback and uses a very high resolution in the intergalactic and circumgalactic medium. Its high resolution in low-density regions results in smaller-size massive galaxies at a redshift of z = 2, which is in better agreement with observations compared to other simulations. We achieve this result thanks to the improved modeling of cold gas flows accreting onto galaxies. In addition, the EH simulation forms a population of particularly compact galaxies with stellar masses of 1010−11 M⊙ that are reminiscent of observed ultracompact galaxies at z ≃ 2. These objects form primarily through repeated major mergers of low-mass progenitors and independently of baryonic feedback mechanisms. This formation process can be missed in simulations with insufficient resolution in low-density intergalactic regions.

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Formation of compact galaxies in the Extreme-Horizon simulation

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