In theoretical models of galaxy evolution, active galactic nucleus (AGN) and star formation (SF) activity are closely linked and AGN feedback is routinely invoked to regulate galaxy growth. In order to constrain such models, we compare the hydrodynamical simulations IllustrisTNG and SIMBA, and the semi-analytical model SAG to the empirical results on AGN and SF at cosmic noon (0.75 < z < 2.25) reported in Florez et al. (2020). The empirical results are based on a large mass-complete sample drawn from 93 307 galaxies with and without high X-ray luminosity AGN (LX ≳ 1044 erg s−1), selected from a 11.8 deg2 area (∼0.18 Gpc3 comoving volume at z = 0.75–2.25). The main results of our comparisons are: (i) SAG and IllustrisTNG both qualitatively reproduce the empirical result that galaxies with high X-ray luminosity AGN have higher mean SFR, at a given stellar mass, than galaxies without such AGN. SAG, however, strongly overproduces the number density of high X-ray luminosity AGN by a factor of 10–100, while IllustrisTNG shows a lack of high X-ray luminosity AGN at high stellar mass ($M* \gt 10^{11} \, \mathrm{M}_{\odot }$) at z ∼ 2. (ii) In SIMBA, the mean SFR of galaxies with high X-ray luminosity AGN is lower than the SFR of galaxies without such AGN. Contrary to the data, many high X-ray luminosity AGN in SIMBA have quenched SF, suggesting that AGN feedback, or other feedback modes in galaxies with such AGN, might be too efficient in SIMBA.

中文翻译：

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宇宙正午的活动星系核和恒星形成：数据与理论模型的比较

在星系演化的理论模型中，活动星系核 (AGN) 和恒星形成 (SF) 活动密切相关，并且经常调用活动星系核反馈来调节星系的生长。为了约束这些模型，我们将流体动力学模拟 IllustrisTNG 和 SIMBA 以及半解析模型 SAG 与 Florez 等人报道的宇宙正午 (0.75 < z < 2.25) 的 AGN 和 SF 的经验结果进行了比较。（2020 年）。经验结果基于从 93 307 个星系中抽取的大质量完整样本，有和没有高 X 射线光度 AGN (LX ≳ 1044 erg s−1)，选自 11.8 deg2 区域（~0.18 Gpc3 在 z 处的共移动体积= 0.75–2.25)。我们比较的主要结果是：（i）SAG 和 IllustrisTNG 都定性地再现了经验结果，即具有高 X 射线光度 AGN 的星系具有更高的平均恒星形成率，在给定的恒星质量下，比没有这种 AGN 的星系。然而，SAG 将高 X 射线光度 AGN 的数量密度高出 10-100 倍，而 IllustrisTNG 显示在高恒星质量下缺乏高 X 射线光度 AGN ($M* \gt 10^{11 } \, \mathrm{M}_{\odot }$) 在 z ∼ 2 处。 (ii) 在 SIMBA 中，具有高 X 射线光度 AGN 的星系的平均恒星形成率低于没有此类 AGN 的星系的恒星形成率。与数据相反，SIMBA 中的许多高 X 射线光度 AGN 已经淬灭了 SF，这表明 AGN 反馈或具有此类 AGN 的星系中的其他反馈模式在 SIMBA 中可能过于有效。而 IllustrisTNG 在 z ∼ 2 处的高恒星质量 ($M* \gt 10^{11} \, \mathrm{M}_{\odot }$) 处显示缺乏高 X 射线光度 AGN。 (ii) 在SIMBA，具有高 X 射线光度 AGN 的星系的平均恒星形成率低于没有此类 AGN 的星系的恒星形成率。与数据相反，SIMBA 中的许多高 X 射线光度 AGN 已经淬灭了 SF，这表明 AGN 反馈或具有此类 AGN 的星系中的其他反馈模式在 SIMBA 中可能过于有效。而 IllustrisTNG 在 z ∼ 2 处的高恒星质量 ($M* \gt 10^{11} \, \mathrm{M}_{\odot }$) 处显示缺乏高 X 射线光度 AGN。 (ii) 在SIMBA，具有高 X 射线光度 AGN 的星系的平均恒星形成率低于没有此类 AGN 的星系的恒星形成率。与数据相反，SIMBA 中的许多高 X 射线光度 AGN 已经淬灭了 SF，这表明 AGN 反馈或具有此类 AGN 的星系中的其他反馈模式在 SIMBA 中可能过于有效。