第一代星系的莱曼 - 沃纳逃逸分数

在 $z \approx 10-20$ 处原始原子冷却晕中形成的直接坍缩黑洞可能是高红移处超大质量黑洞（BH）的种子。为了形成大质量黑洞种子，需要阻止宿主晕形成恒星。因此，H$_2$ 需要受到大量莱曼 - 沃纳（LW）紫外光子的照射以抑制 H$_2$ 冷却。此情景中的一个关键不确定性是来自第一代星系（该时期紫外光子的主要来源）的 LW 辐射逃逸分数。为了更好地约束这一逃逸分数，我们使用 ZEUS-MP 代码对第一代星系中 HII 区及其相关光解离区的生长进行了辐射流体动力学模拟。我们发现，LW 逃逸分数关键取决于电离前沿（I-front）的传播。对于越过晕的 R 型电离前沿，LW 逃逸分数始终大于 95%。如果晕后来因光谱变软和减弱而从外向内复合，则晕静止参考系（近场）中的 LW 逃逸分数降至零。需要对移动缓慢的 D 型电离前沿进行详细而仔细的分析，其中逃逸分数取决于微观物理过程，在近场可小至 3% 而在远场为 61%，或者在近场和远场均高达 100%。