种子核心：来自第一十亿年束缚星系簇的核星系形成路径

我们对在宇宙历史前 700 Myr 内的矮星系祖先中形成星系簇进行建模，使用具有亚网格星系形成效率 (SFE) 模型的宇宙学辐射-流体力学模拟，该模型根据 AU 尺度的辐射-MHD 云模拟进行校准，模拟的云包含不同质量、密度和金属成分。在与恒定 SFE 模型相比较时，我们的模型产生更密集的星系形成、更丰富的大质量星系簇群，以及更高的总体星质量。云可达到最高达 $80\%$ 的 SFE，形成密度为 $\sim10^{2-4} ~{\rm M_\odot\:pc^{-2}}$，半径 $\lesssim 3~{\rm pc}$ 的束缚星系簇，类似于火星网太空站 (JWST) 在强透镜星系中观察到的星系簇。星系簇遵循平坦的幂律质量函数 ${\rm d}N/{\rm d}\log M \propto M^\Gamma$，斜率 $\Gamma \sim -0.4$。最质量的星系簇 ($10^{4-5} ~{\rm M_\odot}$) 通过合并增长，并具有 $0.05 - 0.1$ dex 的金属度分散，这大致随质量呈比例。第二次星系形成产生的星系簇具有较低的束缚度和较高的金属度：$-1.95 < \log(Z/{\rm Z_\odot}) < -1.50$ 于较低的 SFE ($2 - 20\%$)。在 $z \sim 8.7$，种子核星系 (NSC) 被 seeding，$83\%$ 的质量 ($2.4 \times 10^5 ~{\rm M_\odot}$，占星系星质量的 $20\%$) 通过与既有簇的合并获得，其余部分通过原位星系形成获得。NSC 的早期形成对种子超大质量黑洞以及火星网太空站在 $z \gtrsim 5$ 处最近发现的“小红点”群体具有有趣的含义。