宇宙化学富集的模拟

我们使用新的数值模型研究宇宙化学演化中超新星反馈对星形成和金属丰度历史的影响。对于产生符合单个星系理想性坍缩模型中可信结果的假设，我们的标准Lambda-CDM宇宙学模拟显示出在z~4处的星系形成率峰值，约10%的质子转化为恒星。我们发现，尽管星系在后期组装，但在当代巨型星系中绝大多数恒星是在较高红移的较小星系中形成的，因此它们的平均恒星年龄可达10 Gyr。超新星反馈在低质量星系中高效驱动星际气流，这些气流将重元素喷射到星际介质中。喷射的质子比例对星系质量而言更大，与恒星金属丰度呈良好相关性，总体约为所有质子的20%。得到的丰度历史与观测到的Lyman破带星系、阻性Lyman-alpha系统以及星际介质的丰度相符。冷气体金属丰度随星系质量增加，这与观测结果相当，散射较大。观测星系总体的恒星质量-金属丰度关系在模拟模型中得到良好再现，这是由于质量相关的星际风导致的。然而，在我们模型中，巨型星系在后期并未停止星形成，矮星系仍在形成星系的数量不足。这可能源于分辨率不足、对超新星反馈建模不当，或忽略了其他反馈过程如活动星系核。