恒星反馈为第一代 galaxies 增添 [C II] 发射
星系天体物理
2026-05-01 v2
摘要
[C II] 158 微米线是广泛用于追踪高红移 galaxies 中星形成气体和反馈驱动的外流的亮线。利用 SPICE 模拟，我们探讨了 bursty 与 smooth 星际反馈如何塑造 z > 5 时 galaxies 的属性，这些属性通过 [C II] emission 被观测到。所有模型都显示出 [C II] luminosity (L_[CII]) 与星形成率 (SFR) 之间紧密的相关性，尽管 bursty 反馈在固定 SFR 下系统性地产生更低的 L_[CII]，且内在散射更大。[C II] emission 比以帧 UV 光更为扩展，因子约为 2-4，与 ALMA 观测一致。尽管外流无处不在且 mass outflow rates 与 L_[CII] 成正比（可达 ~10 Msun/yr），但在 [C II]-亮系统中净质量通量仍以吸积为主。该发射主要来自低速度 (|v_rad| < 200 km/s) 的冷气体，快速外流贡献较小，导致 [C II]-based kinematics 高估了冷气体速度，低估了快速分量，因子约为 2-5。因此，推导出的质量加载因子和风能量偏低，较大的线宽主要反映的是引力势能而非外流速度。尽管 [C II] 的空间和光谱特性本身无法区分反馈模型，但气体动力学提供了强大的诊断：smooth 反馈促进更早的盘定沉，导致更高的 V/sigma 和 disk fractions（在 z = 5 时分别约为 ~48% vs. ~28%）。总体而言，[C II] 可靠地追踪星形成，但作为反馈驱动的外流的偏差探针，凸显了需要多波段约束多相 ISM 的必要性。
引用
@article{arxiv.2604.18731,
title = {Stellar feedback SPICEs up [C II] emission in the first galaxies},
author = {Aniket Bhagwat and Tiago Costa and Benedetta Ciardi and Fabrizio Arrigoni Battaia},
journal= {arXiv preprint arXiv:2604.18731},
year = {2026}
}
备注
22 pages, 14 figures, Submitted to MNRAS