FOREVER22：原星系团区域的星系形成
摘要
我们展示了受 SSA22 启发的原星系团（PC）区域宇宙学流体动力学模拟新计划 FOREVER22（极端过密区域中星系的形成与演化）的结果。模拟在 (714.2 cMpc)^3 的父体积中使用三种不同的 zoom 设置覆盖了广泛的宇宙学尺度：PCR（原星系团区域；V=(28.6 cMpc)^3，SPH 粒子质量 m_SPH=4.1×10^6 M_⊙，终红移 z_end=2.0）、BCG（最亮原星系团星系；V∼(10 cMpc)^3，m_SPH=5.0×10^5 M_⊙，z_end=4.0）和 First（V∼(3 cMpc)^3，m_SPH=7.9×10^3 M_⊙，z_end=9.5）运行，可聚焦于星系形成的不同方面。在 PCR 运行中，我们追踪了 10 个 PC，每个包含 1–4 个 M_BH≥10^9 M_⊙ 的超大质量黑洞。其中一个 PC 核心显示出七个星暴星系的空间紧密排列，每个的 SFR≳100 M_⊙ yr^{-1}，它们被尘埃遮蔽，在观测中会以 1.1 mm 处流量 ≳1 mJy 的亚毫米星系出现。BCG 运行表明宿主 BCG 的晕总 SFR 受 AGN 反馈影响，但在 z≲6 时超过 1000 M_⊙ yr^{-1}。First 运行解析了宿主第三星族（Pop III）恒星的迷你晕，我们表明在 PC 区域中，主导恒星族在 z≳20 时由 Pop III 变为 Pop II，且 SFR≳18 M_⊙ yr^{-1} 的首批星系形成于 z∼10。这些可成为未来 James Webb 空间望远镜观测的首要目标。我们的模拟成功再现了观测 PC 中的全局恒星形成活动，并表明 PC 可启动宇宙再电离。
引用
@article{arxiv.2011.11663,
title = {FOREVER22: galaxy formation in protocluster regions},
author = {Hidenobu Yajima and Makito Abe and Sadegh Khochfar and Kentaro Nagamine and Akio K. Inoue and Tadayuki Kodama and Shohei Arata and Claudio Dalla-Vecchia and Hajime Fukushima and Takuya Hashimoto and Nobunari Kashikawa and Mariko Kubo and Yuexing Li and Yuichi Matsuda and Ken Mawatari and Masami Ouchi and Hideki Umehata},
journal= {arXiv preprint arXiv:2011.11663},
year = {2022}
}
备注
24 pages, 19 figures, accepted for publication in MNRAS