模拟矮星系中高红移恒星过量产生可能解的参数化研究

数值流体动力学和半解析宇宙学星系模型都难以匹配观测到的低质量暗晕中星系（M$_{\rm{H}} \lesssim 10^{11} M_\odot$）的恒星形成历史，预测的高红移恒星形成比观测多，而低红移恒星形成比观测少。根本问题在于模型中星系的气体吸积率和恒星形成率耦合过于紧密：吸积率在很大程度上驱动恒星形成率。观测表明，在高红移时气体吸积率超过恒星形成率，导致气体积累并将恒星形成延迟到较低红移。我们提出了一个半解析模型中标准方案的三种经验调整，这些调整基于可能导致这种解耦的三种物理情景：1）恒星反馈驱动的外流的质量加载因子在早期可能对暗晕质量有更陡的依赖关系；2）在高红移时，低质量暗晕中的恒星形成效率可能较低；3）在高红移时，气体可能无法有效地吸积到低质量暗晕的盘上。这些新方案经过调整后，更好地再现了从红移$z=0$到$3$的丰度匹配推导出的$f_\star \equiv M_\star/M_{\rm{H}}$随暗晕质量的演化，尽管它们对冷气体分数、恒星形成率和金属丰度有不同的影响。改变气体吸积和恒星驱动风是有希望的，而直接修改恒星形成时标则需要极端措施，这在物理上没有很好的动机。