双星演化产生的延迟光子助力宇宙再电离
星系天体物理
2020-09-30 v1
摘要
包含反馈且旨在计算氢电离光子逃逸分数(fesc)的高分辨率数值模拟通常基于单星族合成模型假设恒星辐射。然而，强证据表明大质量恒星的双星比例达70%。此外，迄今模拟给出的fesc值仅落在约10-20%范围的下限，而该范围被认为是宇宙再电离所需的量。通过分析一项高分辨率(4 pc)宇宙学辐射流体动力学模拟，我们研究了当纳入双星恒星演化的两种不同产物——被剥离氢包层的恒星和大质量蓝离散星时，fesc如何变化。两者在每次星暴后10-200 Myr产生大量电离光子。我们发现，相对于逃逸的电离光子，这些光子的重要性被放大，因为恒星形成率(SFR)峰值与fesc峰值常在此10-200 Myr内相位错开。此外，低质量、爆发型星系在SFR较低时主要由双星产物发射莱曼连续谱辐射。詹姆斯·韦伯空间望远镜对这些星系的观测可提供关于双星恒星演化随红移演化的关键信息。总体而言，纳入剥离恒星和大质量蓝离散星分别使我们的光子加权平均逃逸分数提高约13%和10%，从而得到平均fesc为17%。我们的结果强调，使用包含双星恒星演化的更新版星族合成模型为恒星再电离提供了更坚实的物理基础。
引用
@article{arxiv.2007.15012,
title = {Delayed Photons from Binary Evolution Help Reionize the Universe},
author = {Amy Secunda and Renyue Cen and Taysun Kimm and Ylva Gotberg and Selma E. de Mink},
journal= {arXiv preprint arXiv:2007.15012},
year = {2020}
}
备注
20 pages, 7 figures, submitted to ApJ