模拟红移z=7时的极贫金属气体和DLA金属含量
宇宙学与河外天体物理
2015-06-16 v1 星系天体物理
摘要
我们首次对红移z=7时阻尼莱曼α（DLA）系统中的金属进行了理论研究。通过N体、流体力学、化学模拟，包括原子和分子非平衡化学、冷却、星族III和星族II-I的恒星形成、恒星演化、根据适当产额（He、C、O、Si、Fe、Mg、S等）和寿命的宇宙金属扩散以及反馈效应，研究了冷原始气体的特征。然后将理论预期与最近可用的DLA观测约束进行比较。我们发现，z=7时的DLA星系占整个星系群的10%，并且在这些时期占大多数贫金属星系。这些DLA星系中约有7%含有纯原始物质，34%由非常弱污染的气体组成，因此是星族III位点的合适候选者。其余59%的金属丰度高于约10^{-4}太阳丰度。此外，DLA候选者具有：气体质量<~2x10^8太阳质量；非常低的恒星形成率，约10^{-3} - 10^{-2}太阳质量/年（明显弱于晚期对应体）；平均分子分数覆盖相当宽的范围，x_mol~10^{-3}-10^{-6}；典型金属丰度Z<~3x10^{-3}太阳丰度，HI柱密度NHI>~3x10^{20} cm^{-2}。它们的气体质量与Z、NHI或x_mol之间没有或弱相关；x_mol与Z之间存在中等相关，与正在进行的分子驱动恒星形成和金属污染过程有关；NHI与x_mol之间存在轻微反相关，这是由于氢消耗成分子；以及化学含量受环境依赖性影响。
引用
@article{arxiv.1307.6211,
title = {Simulating extremely metal-poor gas and DLA metal content at redshift z=7},
author = {Umberto Maio and Benedetta Ciardi and Volker Mueller},
journal= {arXiv preprint arXiv:1307.6211},
year = {2015}
}
备注
9 pages, 4 figures; MNRAS, in Press - "Rex sedet in vertice caveat ruinam nam sub axe legimus Hecubam reginam"