相比于传统宇宙学研究中用于示踪宇宙大尺度结构的星系位置与速度分布，星系角动量提供了星系尺度上额外的宇宙学信息。我们过去的研究证实了利用星系的角动量方向示踪其宿主暗物质晕与早期宇宙中自旋模式的可行性。然而，目前关于星系与其宿主暗晕间角动量大小相关性的研究仍然存在分歧。星系与宿主暗晕间角动量大小是否存在相关性，星系角动量大小是否具有类似于方向的示踪初始自旋模式的性质，是本工作主要关注的问题。

通过当前最先进的流体动力学星系演化模拟IllustrisTNG，我们利用两个无量纲的运动学参数分别量化了星系-暗晕系统中暗物质、气体与恒星组分的旋转速度（spin speed）与旋转支撑度（spin supportedness）的相关性与演化。下图（文章中Figure. 4与Figure. 5）表明星系的气体组分与宿主暗晕的角动量大小具有较强的相关性，并且随着宇宙的演化保留了早期宇宙中原初角动量大小的记忆。而对于恒星组分，这种相关性以及对早期的记忆则表现得十分微弱。

通过进一步的研究，我们发现星系的恒星组分与宿主暗晕间角动量大小的相关性，表现出与星系中外来恒星质量比例（ex situ stellar mass fraction, f_acc）的正相关（如下图，文章中Figure. 6）。也就是说，本地形成的恒星的自旋大小主要是由星系中心的恒星盘驱动，其失去了与它们宿主暗晕的相关性，而外来吸积的恒星分布在星系-暗晕系统的外围区域，在并合事件中跟随暗物质组分，导致相关性较强。这项研究提供了一个更清晰的星系与暗晕共同演化历史的图像，并且提供了我们利用可观测的星系自旋大小去限制宇宙初始条件与星系-暗晕系统演化历史的可能性。

相关论文Spin Speed and Supportedness Correlation and Evolution of Galaxy-Halo Systems于2024年5月29日被Physical Review D接收，论文的第一作者为厦门大学天文系研究生盛明捷，第二作者为厦门大学天文学系研究生朱琳，第三作者为厦门大学天文系于浩然教授（通讯作者）。此工作得到了国家自然科学基金资助。

论文ArXiv链接：https://arxiv.org/abs/2311.07969