宇宙金属元素的富集历史

我们利用一套宇宙学流体动力学模拟来研究宇宙的化学富集历史。具体而言，我们追溯金属元素的起源，以探究不同气体相何时被富集以及由何种质量的暗晕富集。我们发现，金属元素的年龄随其最终所在气体密度的增加而急剧减小。在红移为零（二）时，位于弥散星系际介质中的金属元素中至少有一半是在红移二（三）以上从星系中抛射出来的。最后包含这些金属元素的暗晕质量随气体密度迅速增加。星系际金属元素中超过一半的质量是由总质量小于1e11太阳质量且恒星质量小于1e9太阳质量的暗晕抛射的。对于星系际介质中较热的部分，参与富集的暗晕质量范围更广。通过结合富集历史的“何时”和“由何”两个方面，我们表明，位于较低密度气体中的金属元素通常更早被抛射，且由质量较低的暗晕抛射。