分子氢冷却对星系形成阈值的影响

我们研究了分子氢 (${\rm H_2}$) 和原子氢 (HI) 冷却对星系形成阈值的影响。我们计算随峰值质量函数中超过星际形成临界质量 $M_{\mathrm{crit}}(z)$ 的暗物质 (DM) 卫星星系比例。通过对光滑化分析卫星星系质量增长历史 (MAHs) 与 $M_{\mathrm{crit}}(z)$ 模型进行卷积，我们预测在重联化前，通过 ${\rm H_2}$ 冷却形成星星的卫星星系峰值毛细质量可达约 $10^8~M_{\mathrm{odot}}$。然而仅有约 $10\%$ 的峰值质量低于 $\sim 10^{7}~M_{\mathrm{odot}}$ 的卫星星系在 ${\rm H_2}$ 冷却被包括在内时仍会超过 $M_{\mathrm{crit}}(z)$；这一阈值主要由重联时 DM 与质子之间相对流动速度所决定。我们还使用了一项极高分辨率的 cosmological DM-only zoom-in 模拟中对太阳系 (MW) 类星系的次星系 MAHs，粒子质量为 $6.3\times 10^3~M_{\mathrm{odot}}$。基于 MW 卫星星系的数量，这些结果暗示至少一些已知的超微型矮星系是通过 ${\rm H_2}$ 冷却形成的。这项工作细化了星系形成阈值的预测，展示了其基本特征如何从卫星星系增长历史的底层分布中涌现。