[论文解读] Ram-pressure-induced star formation in low-mass galaxies infalling on-to the Coma cluster: insights from DESI

Kirill A. Grishin, Igor V. Chilingarian+3 more|arXiv (Cornell University)|Mar 17, 2026

Galaxies: Formation, Evolution, Phenomena被引用 0

一句话总结

该论文使用 DESI EDR 数据在 Coma 星团识别出 41 颗后星爆星系，并显示由风压引发的星爆在切向轨道（高角动量）上更有效，从而塑造低质量 PSG 群体。

ABSTRACT

Ram-pressure stripping is a key driver of galaxy morphological transformation in clusters, contributing to the formation of quenched, especially dwarf, populations. Ram-pressure compression can also induce a starburst prior to quenching and build up significant stellar mass in an initially gas-rich galaxy. The detailed physics of these processes remains poorly understood, especially in the low-mass regime. Here we demonstrate that the key factor for a ram-pressure induced starburst in a low-mass galaxy is its angular momentum within a host cluster. In this study, we select a sample of 41 post-starburst galaxies (PSGs) in the Coma cluster using the DESI EDR spectroscopic data, extending to low luminosities ($M_g < -14$). This sample is at least 90% complete down to $M_g \approx -14.8$, which enabled us a systematic analysis of their properties. For each galaxy, we use projected cluster-centric distances and line-of-sight velocities to constrain the normalized orbital angular momentum and a 3D radial coordinate to the cluster center, assuming zero orbital energy. The resulting probability distributions show that while star-forming galaxies are split into two populations favoring intermediate and high angular momentum, almost all PSGs prefer high angular momentum. Our analysis statistically demonstrates that ram-pressure-induced starbursts are more efficient on tangential orbits, where gas stripping proceeds slowly enough to allow substantial star formation before gas removal.

研究动机与目标

• 理解环境机制在簇中推动矮星系演化的动力，聚焦风压效应。
• 利用 DESI EDR 光谱识别并表征 Coma 的完整低质量 PSG 样本。
• 推断轨道角动量约束，以评估风压驱动星爆对星系轨道的依赖性。

提出的方法

• 从 DESI EDR 光谱中选择 PSG，直至 M_g < -14.8，在 M_g ≈ -14.8 时实现约 90% 完整性。
• 使用 X-shooter SSP 模板对 NBursts 的 DESI 光谱进行建模，以估计恒星年龄和金属丰度。
• 计算投影相空间位置并在零能量假设下约束三维距离和归一化角动量 "hat{L}"。
• 通过对 NFW-样簇密度的 Abel 变换推导 f(r|r_perp)，以获得 hat{L} 在 r 脚下的似然性。
• 分析 PSG 与星形成星（SFG）的 hat{L} 分布，以检验 RP 引发的星爆与轨道的关系。

实验结果

研究问题

• RQ1 风压引发的星形成在 Coma 矮星系中是否依赖于轨道角动量？
• RQ2 Coma 的 PSG 是否相对于星形成矮星系倾向于具有较高角动量（切向）轨道？
• RQ3 基于 DESI 的 PSG 样本如何将 RP 效应扩展到更低光度与尺寸？

主要发现

• 在 DESI EDR 中识别出 41 颗 PSG，直至 M_g ≈ -14.8 的 Completeness 约为 90%。
• PSG 相对于 SFG 显示出对较高归一化角动量 hat{L} 的强烈偏好。
• 星形成星群体趋于分为中等/高角动量，而 PSG 在很大程度上偏好高角动量。
• RP 引发的星爆在切向轨道上统计上更高效，其中气体剥离过程较慢，允许在气体被移除之前产生大量恒星。
• 样本中的低质量 PSG 体现在紧凑型，有效半径比更亮的 PSG 小 2–3 倍，形成了 dEs、SDSS PSGs 与 UDGs 之间的桥梁。