宇宙黎明时期无反馈星暴对大质量星系的高效形成

JWST 观测表明在 $z\sim 10$ 及更高红移处存在令人惊讶的亮星系过剩，这与吸积气体高效转化为恒星一致，不同于后期反馈对恒星形成的抑制。我们表明，该时期的高密度和低金属性在大质量暗物质晕中{\it 保证}了高恒星形成效率（SFE）。当自由落体时间短于 $\sim 1$ Myr（低于低金属性大质量恒星产生星风和超新星的时间）时，发生无反馈星暴（FFBs）。这对应于 $\sim 3\times 10^3$cm$^{-3}$ 的特征密度。一个可比的阈值密度通过在自由落体时间内冷却到恒星形成温度而允许星暴。在 $z \sim 10$ 时 $\sim 10^{11} M_\odot$ 晕内的星系预期具有 FFB 密度。晕质量允许在 $\sim 80$ Myr 的晕穿越时间内由冷流高效供气。FFBs 在旋转盘或壳层的星系内，于 $\sim 10^{4-7} M_\odot$ 的团簇中逐渐将全部吸积气体转化为恒星。星暴云对辐射反馈不敏感，并屏蔽了来自早期恒星的反馈。我们预言在红移和晕质量阈值之上存在高 SFE，其中密度为 $10^{3-4}$cm$^{-3}$。预言 $\sim 10^{10.8} M_\odot$ 的 $z\sim 10$ 晕宿主 $\sim 10^{10} M_\odot$ 的星系，其 SFR $\sim 65 M_\odot$ yr$^{-1}$ 且亚 kpc 尺度。金属性为 $\leq 0.1 Z_\odot$，气体、尘埃、外流和热环星系气体很少，允许偏重初始质量函数（IMF）但不要求。拥有数千个年轻 FFB 团簇的致密星系可能对再电离、黑洞生长和球状星团有影响。