星际介质早期金属化：基于原始星际外流的模型
天体物理学
2011-02-11 v2
摘要
我们评估了由超新星 (SN) 驱动的原始星际外流作为在重联化时代前将星际核合成产物在较大宇宙体积中分布的机制。若快速冷却可使 SN 喷射物逃离光度温度 T_vir>10^{4.3} K (对应于在 z=9 时由 2-sigma 波动坍缩的质量 M>10^8 h^{-1} M_sun) 的光度势阱，那么在动力学时间尺度内，将有显著比例的惯性质量转化为恒星。我们研究了在次星际势阱中发出并向星际介质 (IGM) 传播的 SN 驱动气泡的演化，表明要将光度势阱中的气体吹出，能量输入必须持续至少直到吹溃发生。约十万个在这些早期时代的 SN 的集体爆炸输出可将星际核合成产物稀释至平均金属度 <Z>=Omega_Z/Omega_b>0.003（相当于在 z=3 时观测到的 Lyman-alpha 林区的数值），而不会对 IGM 产生显著的力学扰动，即产生暗物质相对暗物质的质量比例的大幅变化。若星际核合成产物的体积占有率超过 20%，则其体积占有率取决于星形成效率约为 10%。当星际核合成产物的体积占有率变得显著时，稀释后的物质通常比从光离化预期的更高的绝热指数。
引用
@article{arxiv.astro-ph/0010158,
title = {Early Metal Enrichment of the Intergalactic Medium by Pregalactic Outflows},
author = {Piero Madau and Andrea Ferrara and Martin J. Rees},
journal= {arXiv preprint arXiv:astro-ph/0010158},
year = {2011}
}
备注
18 pages, 12 figures, emulateapj, revised version accepted for publication in the ApJ