Forged in FIRE：低质量矮星系中的尖峰、核与重子

我们展示了形成于 $M_{v}=10^{9.5-10}M_{\odot}$ 暗物质晕中的 $M_*\simeq10^{4-6.3}M_{\odot}$ 矮星系的超高分辨率宇宙学流体动力学模拟。我们的模拟依赖于FIRE的恒星形成反馈实现，并以足够高的力和质量分辨率运行，以直接分辨本地星系群中经典和超暗矮星系在 ~200 pc 感兴趣尺度上的恒星和暗物质结构。所得星系位于匹配本地星系群恒星质量函数所需的 $M_*$ 对 $M_{v}$ 关系上。它们具有爆发式的恒星形成历史，并且形成的半光半径和金属丰度与相同恒星质量下本地矮星系的观测结果广泛匹配。我们证明，在位于 $M_{v}=10^{10}M_{\odot}$ 晕内的 $M_*\simeq10^{6.5}M_{\odot}$ 矮星系的宇宙学模拟中，有可能创建一个大（~1 kpc）的暗物质核——正是解决Too Big to Fail问题所感兴趣的尺度。然而，这些大核并非普遍存在，并且似乎与矮星系的恒星形成历史密切相关：暗物质核在那些恒星形成较晚（$z\lesssim2$）、早年期建尖并合时代结束后的系统中最大。我们的 $M_*\simeq10^4M_{\odot}$ 矮星系保留了一个尖峰状的暗物质晕密度轮廓，与同一系统的纯暗物质模拟几乎完全相同。尽管形成于场环境中，这个极低质量矮星系的可观测性质与银河系的超暗卫星星系紧密匹配，包括均匀古老的恒星种群（>10 Gyr）。虽然古老，我们超暗星系中的大多数恒星在再电离之后形成；紫外场主要起抑制新鲜气体吸积的作用，而不是煮沸原矮星系中已经存在的气体。