超暗矮星系——再电离前质量最低的遗迹

新的观测表明，超暗矮星系（UFD）——由暗物质晕束缚的最暗弱系统（<10^5 Lsun）——可能形成于再电离之前。当今外推的维里质量尚不确定，估计范围从 10^8 Msun 到 10^9 Msun。我们证明 UFD 的前驱晕质量可低至 Mvir = 10^7 Msun。在适当条件下，这样的晕能够承受超新星及其辐射前驱体的能量注入。团块状介质对内部和外部的能量注入都更不易受影响。它更不易发生超新星扫掠，因为爆炸能量的耦合效率远低于弥漫星际介质（ISM）。借助三维流体/电离代码 Fyris，我们表明在具有辐射冷却、维里质量低至 Mvir ~ 10^7 Msun 的暗物质晕中，一次超新星事件后仍有足够的重子物质保留下来形成恒星。气体在超新星爆发中存活，被离散事件的丰度产额增丰，并达到可形成低质量恒星的面密度。我们的最高分辨率模拟揭示了为何冷却在保留气体方面比任何其他因素都有效。在早期阶段，超高温富金属超新星抛射物表现出强冷却，导致大部分爆炸能量损失。与早期工作一致，在超新星事件中，平滑或绝热模型中的重子物质*不*能存活。最小的星系携带着最早恒星形成时期的印记，这可能将小型原初星系与通过潮汐相互作用被剥离至当前尺寸者区分开来。我们在本地 UFD 和极低金属丰度（[Fe/H] ~ -3）的阻尼莱曼阿尔法系统（z~2）背景下讨论这些结果。我们表明这两类天体都与原初低质量系统一致，这些系统仅经历了少数增丰事件。