首批星系的成长：恒星形成与恒星反馈的影响

我们展示了具有 zoom-in 初始条件的宇宙学流体动力学模拟结果，并研究了首批星系的形成及其在 $z \sim 6$ 向可观测星系的演化。我们聚焦于三个不同的星系，它们在 z=6 时分别位于质量为 $M_{h} = 2.4 \times10^{10}~h^{-1}\; M_{\odot}$ (Halo-10)、$1.6 \times10^{11}~h^{-1}\; M_{\odot}$ (Halo-11) 和 $0.7 \times10^{12}~h^{-1} M_{\odot}$ (Halo-12) 的暗晕中。我们的模拟还探讨了不同子网格假设（即恒星形成效率和宇宙再电离）对首批星系恒星形成历史的影响。我们发现，在 z > 10 时，由于超新星（SN）反馈，恒星形成间歇性发生，随后随着低红移下暗晕质量的增长，恒星形成进行得更为平滑。星系盘因 SN 反馈而被破坏，而在无反馈或较低恒星形成效率模型的模拟中，星系盘可维持较长时间 > 10 Myr。星系中心气体的排出也影响了内区暗物质密度剖面。然而，SN 反馈似乎并不能长期保持暗物质的浅剖面。给定观测不确定性，我们在 Halo-11 和 Halo-12 中模拟的星系较好地再现了 z = 7-8 处观测到的莱曼-$\alpha$ 发射体（LAEs）的恒星形成率（SFR）和恒星质量。此外，我们研究了作为外部反馈源的紫外背景辐射对恒星形成的影响，发现较早的再电离由于光致电离加热延长了恒星形成的淬灭时间，但不影响 z=6 时的恒星质量。