用半解析模型研究阻尼莱曼α系统的恒星形成和化学演化

我们通过半解析模型检验了阻尼莱曼α系统（DLAs）的一些基本性质。我们假设DLA宿主是盘状星系，其质量函数由红移3时的普雷斯-谢赫公式生成。恒星形成和化学演化在盘中进行。我们通过蒙特卡洛模拟使用随机视线和盘倾角，根据观测判据选择模拟的DLA。DLA的年龄设定为1至3 Gyr。通过将预测的金属丰度分布与观测值进行最佳拟合，我们得到DLA的有效产率约为$0.25Z_{\odot}$。在此约束基础上，我们进一步将模型预测与红移3时的观测在以下方面进行了比较：数密度；气体含量；HI频率分布；恒星形成率密度；金属丰度与HI柱密度之间的关系。我们发现红移3时的预测数密度与观测值吻合良好，但气体含量$\Omega_{DLA}$比观测值大约3倍，因为我们的模型预测了更多具有更高柱密度的DLA系统。在较高HI柱密度下的频率分布与观测相当一致，而在较低HI端存在一些差异。预测的由DLA贡献的恒星形成率密度与最新观测一致。同时，通过比较它们的紫外光度函数，讨论了DLA与莱曼断裂星系（LBGs）之间的联系，这表明DLA宿主星系比LBGs暗得多。然而，在DLA的金属丰度与HI柱密度之间的相关性方面，模型预测与观测存在差异。需要进一步研究高红移环境下的恒星形成模式。