Globular clusters (GCs) are typically old, with most having formed at z >~ 2. This makes understanding their birth environments difficult, as they are typically too distant to observe with sufficient angular resolution to resolve GC birth sites. Using 25 cosmological zoom-in simulations of Milky Way-like galaxies from the E-MOSAICS project, with physically-motivated models for star formation, feedback, and the formation, evolution, and disruption of GCs, we identify the birth environments of present-day GCs. We find roughly half of GCs in these galaxies formed in-situ (52.0 +/- 1.0 per cent) between z ~ 2 - 4, in turbulent, high-pressure discs fed by gas that was accreted without ever being strongly heated through a virial shock or feedback. A minority of GCs form during mergers (12.6 +/- 0.6 per cent in major mergers, and 7.2 +/- 0.5 per cent in minor mergers), but we find that mergers are important for preserving the GCs seen today by ejecting them from their natal, high density interstellar medium (ISM), where proto-GCs are rapidly destroyed due to tidal shocks from ISM substructure. This chaotic history of hierarchical galaxy assembly acts to mix the spatial and kinematic distribution of GCs formed through different channels, making it difficult to use observable GC properties to distinguish GCs formed in mergers from ones formed by smooth accretion, and similarly GCs formed in-situ from those formed ex-situ. These results suggest a simple picture of GC formation, in which GCs are a natural outcome of normal star formation in the typical, gas-rich galaxies that are the progenitors of present-day galaxies.

中文翻译：

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银河系的球状星团是在哪里形成的？E-MOSAICS 模拟的见解

球状星团 (GC) 通常较旧，大多数形成于 z >~ 2。这使得了解它们的出生环境变得困难，因为它们通常距离太远而无法以足够的角分辨率进行观察以解析 GC 出生地点。使用来自 E-MOSAICS 项目的类银河系星系的 25 个宇宙学放大模拟，以及恒星形成、反馈以及 GC 的形成、演化和破坏的物理激励模型，我们确定了现在的诞生环境——日 GC。我们发现这些星系中大约一半的 GC 是在 z ~ 2 - 4 之间原位形成的（52.0 +/- 1.0%），在湍流的高压盘中，由气体提供，这些气体在没有通过维里尔强烈加热的情况下被吸积震惊或反馈。在合并期间形成少数 GC（主要合并中为 12.6 +/- 0.6%，7.2 +/- 0. 5% 的小合并），但我们发现合并对于保护今天看到的 GC 很重要，因为它们将它们从它们出生的高密度星际介质 (ISM) 中喷射出来，在那里原始 GC 由于 ISM 亚结构的潮汐冲击而被迅速摧毁. 这种分层星系组装的混沌历史将通过不同通道形成的 GC 的空间和运动分布混合在一起，使得难以使用可观察的 GC 特性来区分合并形成的 GC 和平滑吸积形成的 GC，以及类似地原位形成的 GC从那些异地形成的。这些结果表明了 GC 形成的简单图片，其中 GC 是典型的富含气体的星系中正常恒星形成的自然结果，这些星系是现代星系的祖先。但是我们发现合并对于保存今天看到的 GC 很重要，因为它们将它们从它们出生的高密度星际介质 (ISM) 中喷射出来，在那里原始 GC 由于 ISM 亚结构的潮汐冲击而被迅速摧毁。这种分层星系组装的混沌历史将通过不同通道形成的 GC 的空间和运动分布混合在一起，使得难以使用可观察的 GC 特性来区分合并形成的 GC 和平滑吸积形成的 GC，以及类似地原位形成的 GC从那些异地形成的。这些结果表明了 GC 形成的简单图片，其中 GC 是典型的富含气体的星系中正常恒星形成的自然结果，这些星系是现代星系的祖先。但是我们发现合并对于保存今天看到的 GC 很重要，因为它们将它们从它们出生的高密度星际介质 (ISM) 中喷射出来，在那里原始 GC 由于 ISM 亚结构的潮汐冲击而被迅速摧毁。这种分层星系组装的混沌历史将通过不同渠道形成的 GC 的空间和运动分布混合起来，使得难以使用可观察的 GC 特性来区分合并形成的 GC 和平滑吸积形成的 GC，以及类似地原位形成的 GC从那些异地形成的。这些结果表明了 GC 形成的简单图片，其中 GC 是典型的富含气体的星系中正常恒星形成的自然结果，这些星系是现代星系的祖先。由于来自 ISM 子结构的潮汐冲击，原始 GC 被迅速破坏。这种分层星系组装的混沌历史将通过不同通道形成的 GC 的空间和运动分布混合在一起，使得难以使用可观察的 GC 特性来区分合并形成的 GC 和平滑吸积形成的 GC，以及类似地原位形成的 GC从那些异地形成的。这些结果表明了 GC 形成的简单图片，其中 GC 是典型的富含气体的星系中正常恒星形成的自然结果，这些星系是现代星系的祖先。由于来自 ISM 子结构的潮汐冲击，原始 GC 被迅速破坏。这种分层星系组装的混沌历史将通过不同通道形成的 GC 的空间和运动分布混合在一起，使得难以使用可观察的 GC 特性来区分合并形成的 GC 和平滑吸积形成的 GC，以及类似地原位形成的 GC从那些异地形成的。这些结果表明了 GC 形成的简单图片，其中 GC 是典型的富含气体的星系中正常恒星形成的自然结果，这些星系是现代星系的祖先。这使得难以使用可观察的 GC 特性来区分合并中形成的 GC 和平滑吸积形成的 GC，类似地，原位形成的 GC 与异位形成的 GC 类似。这些结果表明了 GC 形成的简单图片，其中 GC 是典型的富含气体的星系中正常恒星形成的自然结果，这些星系是现代星系的祖先。这使得难以使用可观察的 GC 特性来区分合并中形成的 GC 和平滑吸积形成的 GC，类似地，原位形成的 GC 与异位形成的 GC 类似。这些结果表明了 GC 形成的简单图片，其中 GC 是典型的富含气体的星系中正常恒星形成的自然结果，这些星系是现代星系的祖先。