We study the population of galactic discs expected in current hierarchical clustering models for structure formation. A rotationally supported disc with exponential surface density profile is assumed to form with a mass and angular momentum which are fixed fractions of those of its surrounding dark halo. We assume that haloes respond adiabatically to disc formation, and that only stable discs can correspond to real systems. With these assumptions the predicted population can match both present-day discs and the damped Lyα absorbers in QSO spectra. Good agreement is found provided that: (i) the masses of discs are a few per cent of those of their haloes; (ii) the specific angular momenta of discs are similar to those of their haloes; (iii) present-day discs were assembled recently (at z ≤ 1). In particular, the observed scatter in the size—rotation velocity plane is reproduced, as are the slope and scatter of the Tully—Fisher (TF) relation. The zero-point of the TF relation is matched for a stellar mass-to-light ratio of 1 to 2 h in the I-band, consistent with observational values derived from disc dynamics. High-redshift discs are predicted to be small and dense, and could plausibly merge together to form the observed population of elliptical galaxies. In many (but not all) currently popular cosmogonies, discs with rotation velocities exceeding 200 km s−1 can account for a third or more of the observed damped Lyα systems at z ∼ 2.5. Half of the lines of sight to such systems are predicted to intersect the absorber at r ≳ 3 h−1 kpc and about 10 per cent at r > 10 h−1 kpc. The cross-section for absorption is strongly weighted towards discs with large angular momentum and therefore large size for their mass. The galaxy population associated with damped absorbers should thus be biased towards low surface brightness systems.

view Abstract Citations (522) References (15) Co-Reads Similar Papers Volume Content Graphics Metrics Export Citation NASA/ADS Angular momentum growth in protogalaxies White, S. D. M. Abstract An analysis by Doroshkevich (1970) which shows that the angular momentum of galaxies grew to first order (in proportion to t) during the linear phases of protogalactic evolution is expanded. This result is confirmed in N-body simulations of the formation of structure. The well-known study of Peebles (1969) found growth at second order only (in proportion to t to the 5/3-power) because its analysis was restricted to spherical regions. In such regions growth occurs purely as a result of convective effects on the bounding surface; the material initially within a spherical volume gains no angular momentum in second-order perturbation theory. These considerations do not affect estimates of the total angular momentum acquired by a galaxy in the gravitational instability picture. Publication: The Astrophysical Journal Pub Date: November 1984 DOI: 10.1086/162573 Bibcode: 1984ApJ...286...38W Keywords: Angular Momentum; Computational Astrophysics; Galactic Evolution; Gravitation Theory; Many Body Problem; Perturbation Theory; Astrophysics full text sources ADS |

We present the public data release of halo and galaxy catalogues extracted from the EAGLE suite of cosmological hydrodynamical simulations of galaxy formation. These simulations were performed with an enhanced version of the GADGET code that includes a modified hydrodynamics solver, time-step limiter and subgrid treatments of baryonic physics, such as stellar mass loss, element-by-element radiative cooling, star formation and feedback from star formation and black hole accretion. The simulation suite includes runs performed in volumes ranging from 25 to 100 comoving megaparsecs per side, with numerical resolution chosen to marginally resolve the Jeans mass of the gas at the star formation threshold. The free parameters of the subgrid models for feedback are calibrated to the redshift z=0 galaxy stellar mass function, galaxy sizes and black hole mass - stellar mass relation. The simulations have been shown to match a wide range of observations for present-day and higher-redshift galaxies. The raw particle data have been used to link galaxies across redshifts by creating merger trees. The indexing of the tree produces a simple way to connect a galaxy at one redshift to its progenitors at higher redshift and to identify its descendants at lower redshift. In this paper we present a relational database which we are making available for general use. A large number of properties of haloes and galaxies and their merger trees are stored in the database, including stellar masses, star formation rates, metallicities, photometric measurements and mock gri images. Complex queries can be created to explore the evolution of more than 10^5 galaxies, examples of which are provided in appendix. (abridged)

view Abstract Citations (594) References (24) Co-Reads Similar Papers Volume Content Graphics Metrics Export Citation NASA/ADS Numerical techniques for large cosmological N-body simulations Efstathiou, G. ; Davis, M. ; White, S. D. M. ; Frenk, C. S. Abstract Techniques for carrying out large N-body simulations of the gravitational evolution of clustering in the fundamental cube of an infinite periodic universe are described and compared. The accuracy of the forces derived from several commonly used particle mesh schemes is examined, showing how submesh resolution can be achieved by including short-range forces between particles by direct summation techniques. The time integration of the equations of motion is discussed, and the accuracy of the codes for various choices of 'time' variable and time step is tested by considering energy conservation as well as by direct analysis of particle trajectories. Methods for generating initial particle positions and velocities corresponding to a growing mode representation of a specified power spectrum of linear density fluctuations are described. The effects of force resolution are studied and different simulation schemes are compared. An algorithm is implemented for generating initial conditions by varying the number of particles, the initial amplitude of density fluctuations, and the initial peculiar velocity field. Publication: The Astrophysical Journal Supplement Series Pub Date: February 1985 DOI: 10.1086/191003 Bibcode: 1985ApJS...57..241E Keywords: Computerized Simulation; Cosmology; Galactic Clusters; Gravitational Effects; Many Body Problem; Algorithms; Codes; Equations Of Motion; Particle Trajectories; Universe; Astrophysics full text sources ADS |