Aeos：Population III 初始质量函数与星际反馈对星系模拟的影响

我们利用 Aeos 模拟探讨了 Population III（Pop III）初始质量函数（IMF）和星际反馈变化对早期星系形成与演化的影响。我们比较了两种不同的 Pop III IMF：$M_\text{char} = 10 \, \mathrm{M}_\odot$ 和 $M_{\rm max} = 100 \, \mathrm{M}_\odot$（Aeos10）以及 $M_\text{char} = 20 \, \mathrm{M}_\odot$ 和 $M_{\rm max} = 300 \, \mathrm{M}_\odot$（Aeos20）。Aeos20 产生的致盲光子显著更多，至 $z \approx 14$ 时将 30% 的模拟体积致盲，而 Aeos10 仅为 9%。这种增强的致盲抑制了最小尺度上的星系形成。Pop III IMF 的差异也影响化学富集。Aeos20 产生的 Population II（Pop II）恒星相对铁元素的轻元素和 $\alpha$ 元素的丰度更高，奇偶效应更强，碳增强金属贫瘦星的频率更高。尽管如此，Pop II 星系之间丰度的散布主导了由于 Pop III IMF 引起的差异，这表明需要更大样本的 Pop II 星才能解释 Pop III IMF 对早期化学演化的影响。我们还将 Aeos 模拟与采用单颗恒星粒子的传统模拟进行了比较。我们发现，星际建模产生的质量-金属化学关系更陡峭，这是由于反馈较少的突发性。这些结果突显了 Pop III IMF 对早期星系形成和化学演化的强大影响，强调在模拟中必须考虑 IMF 不确定性，并强调在研究第一颗恒星时，金属贫瘦 Pop II 恒星的化学丰度至关重要。