WMAP观测对第三代恒星形成过程的影响
天体物理学
2009-11-07 v2
摘要
在之前的论文（Cen 2003）中，我们指出了普遍性重 ionized 可能发生两次，从而导致更大的洛伦兹透射深度。本文在WMAP观测的基础上，对洛伦兹透射深度进行更深入的分析。尽管当前对观测到洛伦兹透射深度的不确定性仍然较大，但tau_e = 0.17 ± 0.04（68%）（Kogut等2003），已可推断出在高红移下第三代恒星形成过程的重要影响。我们能够得出四个结论：（1）在第三代金属自由恒星缺乏顶重初始质量函数（IMF）且在高红移（z>6）时星形成效率和离子化光子逃逸率未出现显著上升的情况下，我们发现tau_e ≤ 0.09；（2）若采用顶重IMF的第三代金属自由恒星，并采用合理的星形成效率和离子化光子逃逸率，预计tau_e ≤ 0.12；（3）若第三代恒星对中星系介质的金属浓度效率非常低，从而延长第三代时期，可达tau_e = 0.15；（4）要达到tau_e ≥ 0.17，需要满足以下两种条件之一：宇宙模型幂指数n向上倾斜至n ≥ 1.03，或在分子氢冷却的迷你星系中形成第三代恒星，其效率c_*(H_2,III) > 0.01（且离子化光子逃逸率大于30%）。如果当前观测到的值能够经受住未来数据的检验，我们将获得强烈的观测证据表明第三代恒星为大质量且其形成效率可能远高于当前理论工作所暗示的水平。或者，可能存在在极高红移下未知的、非恒星的离子化来源。
引用
@article{arxiv.astro-ph/0303236,
title = {Implications of WMAP Observations On the Population III Star Formation Processes},
author = {Renyue Cen},
journal= {arXiv preprint arXiv:astro-ph/0303236},
year = {2009}
}
备注
a numerical error corrected, conclusions strengthened, submitted to ApJ Letters, 13 pages