化石 HII 区域：高红移处自限制性星形成

WMAP 卫星的最新结果表明，在 z~17 的早期时代，星际介质已显著被电离。此时，第一个致电离源可能出现在伪迪温 T < 10^4 K 的小型星系中。一旦此类致电离源关闭，其周围的 HII 区域会通过洛伦兹-卡尔曼效应冷却并重新电离。尽管如此，我们表明留下的“化石” HII 区域仍保持在高等熵态，禁止后续小型星系中气体的吸积和冷却。因此，早期星形成是自限制性的。我们量化了这一效应，表明小型星系中的星形成无法解释 WMAP 测量的电子散射遥射测得的总体电离度，这必须归因于更大质量的天体。我们认为气体熵而非 IGM 金属度支配全局致电离辐射的演化，并阻止在较低红移时完全电化。我们讨论了此早期熵态底对于电化的若干重要后果。它减少了气体的簇集，限制了电化所需的光子预算。熵态底也会阻止 H2 形成和冷却，由于气体密度降低：这大大增强了来自 UV 光解 H2 的反馈。早期 X 射线背景也会为整个 IGM 设立熵态底；因此，X 射线会阻碍而非促进 H2 形成。未来的 21cm 观测可能探测化石 HII 区域的结构。