HI质量函数作为低质量星系形成中光致电离反馈的探测手段

我们探索了支配本地宇宙中HI质量函数低质量端的星系形成物理。具体而言，我们预测了改变以下因素对HI质量函数的影响：i) 光致电离反馈的强度和再电离时期结束的红移，ii) 宇宙学，iii) 超新星反馈方案，以及 iv) 恒星形成效率。我们发现HI质量函数低质量端的形状受临界晕质量影响最大，低于该质量时星系形成被星系际介质的光致电离加热所抑制。我们通过要求与HI质量函数低质量端匹配来建模该临界暗物质晕质量的红移依赖性。在此模型中，最佳拟合临界暗物质晕质量随红移增大而减小，对应于圆速度在 $z=0$ 时为 $\sim 50 \, {\rm km \,s}^{-1}$，$z \sim 1$ 时为 $\sim 30 \, {\rm km\, s}^{-1}$，以及 $z=6$ 时为 $\sim 12 \, {\rm km \, s}^{-1}$。我们发现需要一个演化的临界晕质量来解释HI质量函数中低于 $M_{\rm HI} \sim 10^{8} h^{-2} {\rm M_{\odot}}$ 的星系的形状与丰度。该模型对HI质量大于 $10^{6} h^{-2} {\rm M_{\odot}}$ 和 $> 10^{7} h^{-2} {\rm M_{\odot}}$ 的HI选星系的成团强度，以及星系的HI与恒星质量含量之间的关系做出了具体预测，这些将可通过平方公里阵列(Square Kilometre Array)及其先导项目的即将开展的巡天进行检验。我们得出结论：在 $z \ge 0$ 处对HI质量函数的测量将增进我们对光致电离反馈在星系形成与演化中的净效应的理解。