银河系风对 z=3 星际介质的金属化

基于 z ~ 3 低密度星际介质的准双星吸收线研究表明，其金属化程度为 0.001-0.01 太阳金属度。这一金属化可能源自在 z >~ 10 的早期第三代恒星中，来自 6 <~ z <~ 10 的原始星系，或来自 3 <~ z <~ 6 的较大星系。本文第三种可能性通过计算在 z >~ 3 时由质量大于 ~10^8.5 太阳质量的星系对星际介质的金属化来进行阐述。我们利用已完成的宇宙模拟，并加入化学演化和风的金属喷射处方，假设风的特性类似于观察到的局部 starburst 和 Lyman-break 星系。我们给出若干代表性模型的结果，还检查了负责金属化的星系属性以及风喷射和传播的物理机制。我们发现，速度大于 ~200-300 km/s 的风能够将星际介质富化至观察到的平均水平，尽管许多低密度区域仍保持金属自由。根据对 Lyman-break 星系的校准，我们的计算表明，z >~ 3 的大多数星系应驱动能够逃逸并传播至大尺度的风。本方案中限制星际低密度气体富化的主要因素是从高密度区域到低密度区域的传播时间，从而暗示星际低密度气体的金属度随红移呈强烈函数。