FirstLight 模拟中宇宙黎明时期质量-金属丰度关系的微弱演化
星系天体物理
2020-04-15 v2
摘要
关于宇宙黎明时期星系的质量-金属丰度关系（MZR）所知甚少。研究 MZR 的首次出现是理解首批星系形成与演化的关键之一。为即将开展的天文观测计划奠定基础，我们分析选自 FirstLight（FL）宇宙学 zoom 模拟、位于 Mh = 10^9-10^11 Msun 晕中的 290 个星系，以预言 z=5-8 时的 MZR。在此区间内，恒星质量 Ms= 10^8 Msun 的 FL 星系金属丰度下降小于 0.2 dex。这与低红移处金属丰度增加的观测趋势相反，反映了弱演化甚至增加的气体分数。我们评估了 R3 强线诊断作为金属丰度指示量的用途，发现其对 12+log(O/H) < 8 具有指示性，但在更高金属丰度时因增丰与光谱软化的抵消而饱和至 R3=3。尽管如此，JWST 的观测计划应能在 Ms > 10^7.5 Msun 时探测到 R3 与恒星质量的明确趋势。我们提醒，在固定金属丰度下，具有更高比恒星形成率的星系因更强辐射场而呈现更高 R3，表明存在选择偏倚的可能。
引用
@article{arxiv.1910.11729,
title = {Weak Evolution of the Mass-metallicity Relation at Cosmic Dawn in the FirstLight Simulations},
author = {Ivanna Langan and Daniel Ceverino and Kristian Finlator},
journal= {arXiv preprint arXiv:1910.11729},
year = {2020}
}
备注
6 pages, 4 figures, resubmitted to MNRAS. More discussion added, conclusions unchanged