矮星系的自引力平衡模型与恒星形成的最小质量

我们构建了一系列由气体、恒星和固定暗物质晕组成的旋转平衡模型星系，并研究了这些平衡系统如何依赖于暗物质晕的质量和形式、气体温度、非热支持和旋转对抗引力，以及星系形成的红移。对于每个模型星系，我们找到了根据当代恒星形成标准允许恒星形成所需的最小气体质量$M_g^{\min}$。将得到的$M_g^{\min}$--$M_{DM}$关系与从$\Lambda$CDM理论和WMAP4数据推断的重子-暗物质质量比$M_b$--$M_{DM}$进行比较。我们的目标是构建现实的矮星系初始模型，该模型考虑了气体自引力，并可作为研究矮星系动力学和化学演化的基础。通过使用前向替换程序在气体、恒星和暗物质晕的组合引力势中数值求解气体组分的稳态动量方程，找到了旋转平衡。我们发现，对于给定的$M_{DM}$，$M_g^{\min}$的值关键取决于气体温度$T_g$、气体自旋参数$\alpha$、非热支持程度$\sigma_{\rm eff}$，以及一定程度上取决于星系形成红移$z_{\rm gf}$。根据$T_g$、$\alpha$、$\sigma_{\rm eff}$和$z_{\rm gf}$的实际值，模型星系的$M_g^{\min}$可能大于或小于$M_b$。$M_{DM} \ga 10^9 M_\odot$的星系通常具有$M_g^{\min} \la M_b$，这意味着在这些天体中恒星形成是自然结果，因为所需的气体质量与$\Lambda$CDM理论提供的质量一致。另一方面，$M_{DM} \la 10^9 M_\odot$的模型通常具有$M_g^{\min} >> M_b$，这意味着它们需要比可用气体多得多的气体才能达到允许恒星形成的状态。摘要已删节。