Lyα加热及其对早期结构形成的影响

本文计算了第一代恒星发射的 Lyα光子对星际介质（IGM）温度演化的影响。我们考虑了标准的 Salpeter 初始质量函数（IMF）以及针对质量为 300 M_sun 的超大质量恒星的δ函数 IMF。我们发现，此处考虑的恒星种群产生的 Lyα光子能够在 z<25 时加热 IGM，尽管温度从未超过约 100 K。具有 Salpeter IMF 的恒星更为有效，因为小质量长寿命恒星的贡献使它们产生了更高的 Lyα背景。Lyα加热可以通过产生熵底（entropy floor）来影响随后的小质量天体形成，这可能限制能够坍缩的气体量并减少气体结团。我们发现，与没有 Lyα加热的情况相比，质量低于约 5 x 10^6 M_sun 的晕中的气体分数小于 50%（对于最小质量，该分数降至 1% 或更低）。最后，Lyα光子将 IGM 温度加热至高于宇宙微波背景（CMB）温度，使得中性氢的 21cm 线在 z<15 时以发射形式可见。