Reionización de la Edad Oscura y simulación de formación de galaxias – I. Las vidas dinámicas de galaxias de alto corrimiento al rojo

Presentamos el programa Observables de la Reionización de la Edad Oscura y Formación de Galaxias a partir de Simulaciones Numéricas (DRAGONS) y Tiamat, el programa de simulación N-cuerpo sin colisiones sobre el cual se basa DRAGONS. La característica principal que distingue a Tiamat de otros programas de simulación grandes es su densidad de salidas a alto corrimiento al rojo (100 desde z = 35 hasta z = 5; aproximadamente uno cada 10 Myr), lo que permite la construcción de árboles de fusiones muy precisos en una época en la que la formación de galaxias es rápida y las fusiones extremadamente frecuentes. Encontramos que la función de masa de halos amigos de amigos coincide bien con la predicción de Watson et al. en altas masas, pero se desvía en bajas masas, quizás debido a nuestro uso de un buscador de halos diferente o quizás indicando una ruptura del comportamiento ‘universal’. Luego analizamos la evolución dinámica de las galaxias durante la Época de Reionización, encontrando que solo una pequeña fracción (∼20 por ciento) de los halos galácticos están relajados. Ilustramos esto utilizando métricas de relajación estándar para establecer dos escalas de tiempo de recuperación dinámica: (i) los halos necesitan ∼1.5 tiempos dinámicos tras su formación y (ii) ∼2 tiempos dinámicos tras una fusión mayor (3:1) o menor (10:1) para estar relajados. Esto es notablemente consistente a través de un amplio rango de masas. Por último, utilizamos un buscador de halos en el espacio de fases para ilustrar que las fusiones mayores generan estructuras masivas en el espacio de fases que perduran mucho tiempo y tardan muchos tiempos dinámicos en disiparse. Esto puede dar lugar a diferencias significativas en la acumulación de masa inferida de los halos galácticos y sugerimos que se debe tener cuidado para asegurar un emparejamiento físicamente significativo entre la física de formación de galaxias de modelos semianalíticos y los buscadores de halos que proporcionan su entrada.