超新星反馈导致低质量星系对再电离的贡献受抑

受近期关于直至 z~7 的恒星形成率密度函数观测的启发，我们基于扩展的 Press-Schechter 形式体系，描述了一个高红移恒星形成率密度函数的简单模型。该模型假设每次主要并合后都会发生星暴，持续时间为 t_SF，并将最多 f_star 比例的星系气体转化为恒星。我们包含了一个简单的超新星反馈物理机制，该机制抑制了低质量星系中的恒星形成。通过约束 t_SF 和 f_star 以描述高红移处观测到的恒星形成率密度，我们发现单个星暴在 t_SF~10^7 年后终止。这与超新星前身星的主序寿命相当，表明一旦超新星反馈有时间发展，高红移星暴即被熄灭。对于恒星形成率高于约 1 个太阳质量/年的星系，高红移星系将其约 10% 的质量转化为恒星，而对于光度较低的星系，该比例较小。我们的最佳拟合模型成功预测了 z>~4 时观测到的恒星形成率与恒星质量之间的关系，同时我们推导出的恒星质量与晕质量关系也与银河系矮卫星星系的数据一致。我们发现，超新星反馈降低了最低质量星系中恒星形成的效率，使其对再电离的贡献变小。因此，光致电离反馈对低质量星系形成的影响并不会显著改变再电离历史。利用再电离历史的半解析模型，我们推断完成再电离所需的电离光子中，约有一半已在恒星形成星系中被观测到。