高红移遗迹 HII 区的辐射反馈
天体物理学
2015-05-13 v2
摘要
早期天体物理源的 UV 辐射可能对附近原星系中的后续恒星形成产生重大影响。本文利用具有不同强度的瞬态紫外背景（UVB）和持久莱曼-沃纳背景（LWB）的流体动力学模拟，研究了首批短寿命恒星的辐射反馈。我们扩展了 Mesinger et al. (2006) 中的先前工作，研究了一个更典型的区域，其原星系在较低红移 z~13-20 处形成，处于可能早于大部分再电离的时期。我们证实了先前的结果，即由这种瞬态辐射引起的遗迹 HII 区的反馈本身也是瞬态的。反馈效应在约 30% 的哈勃时间后逐渐消失，且相同的临界比强度 J_UV~0.1 x 10^{-21} ergs/s/cm^2/Hz/sr 区分了正反馈与负反馈区间。此外，我们在暗晕中发现了第二期最终的正反馈，这些暗晕在其源区暴露于瞬态 UVB 时尚未坍缩。无论 UVB 强度如何，这种最终的正反馈出现在所有运行中。然而，该反馈区间对莱曼-沃纳辐射的存在非常敏感，在相当温和的背景强度 J_LW>10^{-3} x 10^{-21} ergs/s/cm^2/Hz/sr 下，显著效应即消失。我们得出结论，遗迹 HII 区的 UV 辐射反馈虽然是一个复杂的过程，但只要目前对 PopIII 恒星寿命和光度的估计是准确的，它似乎不太可能对宇宙学再电离的进程产生重大影响。更可能的情况是，LWB 的积累最终决定了反馈强度，直到能够建立起持久的 UV 背景。[节选]
引用
@article{arxiv.0812.2479,
title = {Radiative Feedback in Relic HII Regions at High-Redshift},
author = {Andrei Mesinger and Greg L. Bryan and Zoltan Haiman},
journal= {arXiv preprint arXiv:0812.2479},
year = {2015}
}
备注
13 pages, 10 figures, expanded discussion, MNRAS in press