Ultra-Compact High Velocity Clouds as Minihalos and Dwarf Galaxies
我们提出了暗物质微晕模型的超紧凑的高速HI云（UCHVC）最近发现的21厘米ALCHFA调查。我们假设10^4 K HI气体被本星系群内的扁平核暗物质暗晕引力约束。我们发现，对于扁平的核心，典型的（中值）潮汐剥离宇宙学亚晕在红移z=0时，在中心300 pc内的暗物质质量约为10 ^7 M_{sun}（与晕的总质量无关），这与在低光度矮星系中观察到的“斯特里加里质量标度”一致。扁平的核底晕也解决了银河系周围模拟卫星和观测卫星之间的质量差异。对于UCHVC，我们计算光电离限制的流体静力学气体剖面的任何距离依赖的总观测HI质量和预测相关的（预计）HI半质量半径，假设云嵌入在遥远的（d > 300千秒差距）和未剥离的subhalos。对于一个典型的UCHVC（0.9兆公里/秒），我们预测物理HI半质量半径为0.18至0.35千秒差距（或角大小为0.6至2.1弧分）的距离范围从300千秒差距至2兆秒差距。作为一个一致性检查，我们的模型富含气体的矮星系狮子座T，有一个很好的解决HI柱密度分布和一个已知的距离（420千秒差距）。对于Leo T，我们发现M_{300} ~ 8（+/-0.2）10^6 M_{sun}的次晕最适合于所观察到的HI轮廓。对于Leo T距离处任何包封热IGM气体的压力，我们推导出上限为P_{HIM} < 150 K/cm ^3。我们的分析表明，一些UCHVC实际上可能构成…
2013-09-17 astro-ph.CO astro-ph.GA
Shape and Spin of Minihaloes. II: The Effect of Streaming Velocities
重子和光子在复合时期的退耦模型预测了重子和暗物质之间在后来的时间存在大规模的速度偏移，即所谓的流动速度。在本文中，我们使用高分辨率的数值模拟研究这种流动速度的影响，高红移的迷你晕，最早一代恒星的形成地点的自旋和形状分布。我们发现，存在的流动速度有一个可以忽略不计的影响的自旋和形状的暗物质组成部分的小晕。然而，它强烈影响气体组分的行为。最可能的自旋参数从没有流时的$\sim$ 0.03增加到流速度为$σ_{\rm rms}$ 3倍时的$\sim$ 0.15，对应于红移$z=15$时的$^{-1}{}$为1.4 km\，s。随着流动速度的增加，小晕内的气体变得越来越不像球形，而变得更扁，在离晕中心更远的地方发现了密集的团块。流动速度的影响也与质量有关：质量较小的物体受到的影响更大，因为它们的势阱较浅。随着流动速度的增加，发生气体冷却和失控引力坍缩的晕的数量显著减少。然而，设法冷却和坍缩的气体的自旋和形状分布对流动速度的值不敏感，因此我们不期望由这种坍缩气体形成的恒星的性质取决于流动速度的值。这个中心气体团的自旋和形状与在整个晕尺度上测量的相同性质无关。
2020-08-13 astro-ph.CO astro-ph.GA
From Dark Matter Minihalos to Large-Scale Radiative Feedback: A Self-Consistent 3D Simulation of the First Stars and Galaxies using Neural Networks
针对第一代恒星与星系模拟需跨越大尺度的难题，提出用神经网络模拟小尺度单元的第三、第二星族恒星形成历史，实现大尺度LW背景与微晕并合过程的自洽模拟，精度较高且能复现更丰富的恒星形成特征。
2025-01-21 astro-ph.CO astro-ph.GA
Formation of Compact Stellar Clusters by High-Redshift Galaxy Outflows I: Nonequillibrium Coolant Formation
我们使用高分辨率的三维自适应网格细化模拟研究高红移星系外流与原始组成的低质量维里化云的相互作用。虽然原子冷却允许维里温度高于$10^4$ K的天体形成恒星，但低于这个阈值的“迷你晕”通常无法自行形成恒星。然而，这些天体非常容易受到邻近高红移星暴星系外流的影响而引发恒星形成。在这里，我们进行了研究，这些相互作用，通过非平衡分子氢（H $_2$）和氘化氢（HD）的形成冷却的重点。跟踪非平衡化学和冷却的14个物种，包括解离背景的存在下，我们表明，冲击相互作用可以将minihaloes到非常紧凑的集群的同时代的恒星。此外，这些星团都小于$\approx 10^6 M_\odot,$，它们是从它们的母暗物质晕中被喷射出来的：这些性质与旧的球状星团非常相似。
2010-05-27 astro-ph.CO astro-ph.GA
High redshift signatures in the 21 cm forest due to cosmic string wakes
宇宙弦在早期宇宙中诱导微晕的形成。在宇宙微波背景（CMB）谱的背景下，所产生的弦状小晕团被唤醒并形成“21厘米森林”。这样一个21厘米的森林可以有助于沿视线积分的红移21厘米信号的角波动。我们计算的均方根振幅的21厘米的波动，由于字符串和这些波动可以占主导地位的信号，由于原始密度波动在高红移（$z \gtrsim 10$），即使弦张力低于目前的上限，$G μ< 1.5 \times 10^{-7}$。我们的研究结果还预测，平方公里阵列（SKA）可以潜在地检测到21厘米的波动，由于字符串与$G μ\approx 7.5 \times 10^{-8}$的单频带的情况下和$4.0 \times 10^{-8}$的多频带的情况下。
2013-10-15 astro-ph.CO hep-ph
Formation of Compact Clusters from High Resolution Hybrid Cosmological Simulations
早期的宇宙中有大量的小暗物质“迷你晕”，它们太小了，无法自行冷却和形成恒星。这些天体在较大的星系周围以静态物体的形式存在，直到受到一些外部影响。在各种星系周围观察到的外流可以提供这种影响，使其崩溃，而不是分散微晕气体。Gray和Scannapieco进行了一项研究，其中理想化的球对称小晕受到富集流出的撞击。在这里，我们进行高分辨率的宇宙学模拟，形成现实的minihalos，然后我们提取执行一个大型套件的流出minihalo相互作用，包括非平衡化学反应的模拟。在所有模型中，受冲击的微晕通过非平衡反应形成分子，然后冷却形成致密的化学均匀的恒星形成气体团。这些高红移星系团的形成将被下一代望远镜观测到，其中最大的一个应该会保存到今天，具有类似于晕状球状星团的性质。
2013-10-09 astro-ph.CO
Impact of Self-shielding Minihalos on the Ly$α$ Forest at High Redshift
本文结合一维辐射流体动力学与大尺度模拟，量化自屏蔽小晕对高红移 Ly$α$ 森林的吸收、功率谱及大晕周边通量的影响，并提出可据此约束电离背景强度。
2024-06-15 astro-ph.CO
Ultracompact minihalos associated with stellar-mass primordial black holes
用恒星质量的原始黑洞双星合并来解释引力波干涉仪探测到的信号的可能性引起了人们的广泛关注。在这种情况下，原始黑洞可能只占整个暗物质的一部分，比如说，数量级为0.1%。这意味着大部分的暗物质是由不同的成分，如弱相互作用的大质量粒子。我们指出，在这种情况下，非常紧凑的暗物质迷你晕，组成的主要成分的暗物质，很可能会形成大量的早期宇宙，其形成红移和丰度取决于原始的非高斯性。它们可能在未来的实验中通过脉冲星观测被发现。
2019-06-28 astro-ph.CO
The First Galaxies: Chemical Enrichment, Mixing, and Star Formation
利用三维宇宙学模拟，我们研究了第一个星系之一的组装过程，该星系总质量为10^8 M_sun，在z = 10处坍缩。我们的主要目标是跟踪运输的重化学元素产生和分散的对不稳定超新星爆炸的一个minihalo的祖先。在这种程度上，我们将一个有效的算法到我们的光滑粒子流体动力学代码，近似模型湍流混合扩散过程。我们研究了这种混合，没有辐射反馈的人口III恒星，随后形成在邻近的minihalos。我们的模拟使我们能够约束第二代恒星形成的初始条件，在第一个星系本身，以及超新星爆炸后维里化的迷你晕内部。我们发现，大多数迷你晕仍然不受电离辐射或超新星遗迹的影响，而有些则被大量光热加热并富集到超临界水平，可能导致低质量的第三族甚至第二族恒星的形成。在新形成的星系中心，10 ^5 M太阳的冷而致密的气体均匀地富集到10^-3 Z太阳，处于坍缩状态，这表明一个星族II恒星的星团将形成。詹姆斯·韦伯太空望远镜可能探测到的第一批星系，因此已经包含了从较低红移中所熟悉的恒星星族。
2010-05-17 astro-ph.CO
Suppression and Spatial Variation of Early Galaxies and Minihalos
本文研究了复合期后暗物质和重子流体的相对速度对早期宇宙第一束缚天体演化的影响。最近的研究表明，虽然两种流体的相对运动在形式上是密度的二级效应，但它对第一宇宙结构的形成和分布有着巨大的影响。以气体含量为中心，在较宽的晕质量和红移范围内分析了相对速度对晕性质的影响。我们精确地计算的重子和暗物质波动的线性演化，并量化的分析形式主义的基础上，已仔细检查与模拟的情况下，没有相对速度的晕所产生的影响。我们估计了早期晕中的丰度和气体分数的影响。我们发现，相对速度效应导致了几个变化：（i）区分富气晕和贫气晕的特征质量增加了大约一个数量级，从2 10^4 Msun增加到大约2 10^5 Msun;（ii）该特征质量具有很大的散射（在z=20时，半峰全宽约为1.5 × 10^5 Msun）;（iii）在z=20时，无恒星气体微晕中的重子比例被抑制了4倍;（iv）在z=20时，能够冷却并形成恒星的晕中重子的比例被抑制了1.5倍;（v）这些不同比例的空间变化增强。
2010-12-12 astro-ph.CO
Metal Mixing in Minihalos: The Descendants of Pair-Instability Supernovae
缺乏对起源于对不稳定超新星的丰度模式的观测一直是与第一颗恒星有关的一个长期问题。这类超新星预计有一个具有强烈奇偶效应的丰度模式，使其与现在的超新星有很大的不同。在这项研究中，我们使用宇宙辐射流体动力学模拟这样的超新星和随后形成的第二代恒星。我们第一次加入了流动速度。在我们的$1\,\mathrm{Mpc}\,h^{-1}$盒中有14个恒星形成的迷你晕，导致14个超新星发生在红移$z=19.5$之前，我们开始降低模拟的复杂性。爆炸后，极度贫金属的恒星通过内部和外部富集形成10个晕，这使其成为最常见的结果。只有一个光环在模拟过程中没有消失。这一结果与目前（缺乏）对具有对不稳定超新星丰度模式的贫金属恒星的观测相矛盾，这表明这些非常巨大的恒星即使在早期宇宙中也可能是罕见的。这个模拟的结果也让我们深入了解了是什么驱动了不同模式的超新星爆发，以及是什么决定了高能超新星爆发后金属的混合行为。
2022-03-02 astro-ph.CO astro-ph.GA
Simulations of Axion Minihalos
作为强CP问题的解决方案，轴子也是一个可行的暗物质候选者。我们使用N-体模拟来研究白噪声密度波动子结构的形成。我们的弛豫轴子微晕的密度分布可以用Navarro-Frenk-White分布来描述，微晕的浓度数与一个简单的物理模型吻合得很好。我们发展了一个半解析公式来拟合我们模拟的质量函数，它在不同的红移范围内基本一致，与经典的晕质量函数只有两个水平的差异。这个解析质量函数使我们能够考虑后膨胀轴子场景中的不确定性，以及将我们的高红移模拟结果外推到现在。我们的工作估计了轴子子结构的丰度，这对于预测它们对宇宙微透镜焦散和脉冲星计时的影响是必要的。我们的计算表明，如果脉冲星定时和微透镜探测器可以达到最近的灵敏度预测，他们可能是敏感的后膨胀轴子暗物质的情况下，即使占不确定性有关的轴子弦。对于脉冲星计时，最重要的警告是轴子微晕是否被恒星破坏，我们的估计表明，在最相关的质量下，这一点有点重要。最后，由于我们的引力模拟是尺度不变的，因此结果可以扩展到暗物质由其他轴子状粒子甚至原始黑洞集群组成的模型。
2021-07-09 astro-ph.CO hep-ph
Cosmic Structure Formation at High Redshift
我们提出了一些初步的结果，从一系列非常大的，高分辨率的N体模拟形成的早期非线性结构。我们发现，高z晕质量函数是不一致的Sheth-Tormen质量函数，这往往高估了稀有晕的丰度。这种差异与以前基于较小模拟的结果大致一致。我们还表明，minihaloes的数密度与当地的物质密度，虽然与一个显着的分散，增加红移，minihaloes变得越来越罕见。的平均相关性是在一个简单的分析扩展Press-Schechter模型粗略的协议，但可以不同的2倍，在某些制度。
2010-05-14 astro-ph.CO
Detecting the Rise and Fall of the First Stars by Their Impact on Cosmic Reionization
星系际介质在红移z~6之前被再电离，很可能是早期星系逃逸的星光所致。最早的恒星是在氢分子（H2）冷却最小星系内部的气体时形成的，这些星系的质量在10^5到10^8太阳质量之间。虽然最早的恒星在红移z~40之前就开始在这些小晕内形成，但迄今为止，它们的贡献在这种宇宙再电离的大规模模拟中被忽略了。在这里，我们报告的结果，从第一次再电离模拟，包括这些第一批恒星和辐射反馈，限制了他们的形成，在一个体积足够大，以遵循关键的空间变化，影响的过程及其可观测性。我们发现，虽然minihalo星停止远未完全电离宇宙，再电离开始早得多的minihalo源比没有，并大大延长，这提高了星系际电子散射光学厚度和大角度偏振波动的宇宙微波背景显着。虽然在目前WMAP的不确定性范围内，这种助推应该很容易被普朗克探测到。如果再电离在z_ov<~7时结束，正如其他观测所表明的那样，普朗克将因此看到第一批恒星的高红移信号，目前其他探测器无法检测到。
2012-08-02 astro-ph.CO
Fragmentation in Population III Galaxies formed through Ionizing Radiation
在小晕中形成的第三星族恒星往往相对效率较低，每个小晕都有一颗或少量比本地恒星质量更大的恒星，但在高红移下直接观测仍然具有挑战性。在这里，我们探讨了一种可能的机制，产生较大的集群这样的恒星：附近的电离源电离后期形成的晕，延迟其崩溃，直到晕足够大，核心可以自我屏蔽，遭受失控崩溃。我们使用一个简单但准确的辐射电离通量模型进行模拟，并证实了以前工作的基本预测：较高的电离通量可以延迟坍缩到较低的红移和较高的质量，高达原子冷却极限以上的数量级。在有限数量的运行中，我们还研究了更高分辨率的核心碎片，使用简单的估计和下沉粒子，以表明碎片的数量一般很小，最多只有几个，并且碎片上的质量吸积速率为$10^{-3}$ M $_\odot$ yr $^{-1}$。这个速率足够高，以至于主序的下降（从而抑制吸积）被延迟到恒星质量为$100-1000$ M $_\odot$，但还不足以产生质量为$\sim 10^5$ M $_{\odot}$的直接坍缩黑洞。由此产生的集群比迷你光环中产生的集群更大，但仍然可能无法在JWST盲场中轻易检测到。
2019-07-26 astro-ph.CO astro-ph.GA
The numerical frontier of the high-redshift Universe
第一批恒星被认为是在大爆炸后数亿年在所谓的暗物质微晕中形成的，质量约为10^6太阳质量。它们的辐射第一次照亮了宇宙，而结束它们短暂生命的超新星爆炸则用第一重元素丰富了星系际介质。在它们反馈的影响下，第一批星系聚集成质量约为10^8太阳质量的晕，并孕育了第一批富含金属的恒星星族。本文综述了自世纪之交以来在高红移恒星和星系形成研究领域取得的理论进展，重点是数值模拟。这些已经成为理解早期宇宙结构形成所带来的多尺度、多物理问题的首选方法。在第一部分的审查，我专注于形成的第一批恒星在minihalos -特别是后崩溃阶段，磁盘碎片，原恒星演化和辐射反馈变得重要。我还讨论了其他物理过程的影响，如磁场和流速。在评论的第二部分中，我总结了第一批恒星产生的各种反馈机制，然后讨论了第一批星系以及在其中运行的各种物理过程。
2015-01-22 astro-ph.CO astro-ph.GA
The earliest galaxies seen in 21 cm line absorption
本文研究了在再电离早期由非线性结构产生的21 cm吸收线，即无星小晕和矮星系。经过详细的建模，他们的属性，特别注意耦合物理，我们确定其21厘米的吸收线轮廓。小晕/矮星系周围的下降气体速度强烈影响线的形状，并与系统的维里半径外的低自旋温度，引起喇叭状的线轮廓。当视线穿过矮星系的HII区时，其光学深度会减小，特别是当恒星质量较大的矮星系和/或头重脚轻的初始质量函数形成较大的HII区时，其光学深度会出现低谷而不是吸收线。计算了高红移类星体和伽马射线暴（GRB）射电余辉的21 cm森林合成谱。即使有计划中的SKA，大多数（如果不是所有的话）伽马射线暴的射电余辉仍然太暗，不能作为高分辨率（1 kHz）观测的背景源，但吸收线可以很容易地检测到高z类星体。如果没有X射线背景或它非常弱，对GRB余辉的宽带观测也可以用来揭示来自小晕和矮星系的演化的21 cm信号，但如果早期X射线背景存在，这就变得困难了。因此，21厘米吸收可能是X射线背景的存在/强度和早期宇宙热历史的有力探测器。
2010-09-06 astro-ph.CO
Formation of Compact Stellar Clusters by High-Redshift Galaxy Outflows II: Effect of Turbulence and Metal-Line Cooling
在原始宇宙中，维里温度低于10 $^{4}$ K的低质量结构无法通过原子线跃迁冷却，导致恒星形成的强烈抑制。另一方面，这些“迷你光环”非常容易通过附近星系外流的相互作用引发恒星形成。在Gray & Scannapieco（2010）中，我们探讨了非平衡化学对这些相互作用的影响。在这里，我们把注意力转向金属的作用，进行了一系列高分辨率的三维自适应网格细化模拟，包括金属冷却和亚网格湍流混合模型。尽管存在一个额外的冷却剂，我们再次我们发现，外流minihalo相互作用产生的密集，大规模的星团的分布。我们还发现，这些集群均匀富集金属的最终丰度Z $\approx$ 10 $^{-2}$ Z $_{\odot}$。在我们之前的模拟中，所有这些性质都表明，这些相互作用可能导致了今天的晕状球状星团。
2011-04-12 astro-ph.CO
The First Galaxies: Assembly under Radiative Feedback from the First Stars
我们研究如何辐射反馈的第一个恒星影响的第一个矮星系的组装。我们对一个矮星系在z = 10时聚集在一个维里质量为10^9太阳的晕内进行了宇宙学放大SPH模拟。模拟遵循原始气体的非平衡化学/冷却以及气体转化为无金属恒星。为了量化的辐射反馈，我们比较模拟中，恒星发出分子氢离解和氢/氦电离辐射与模拟中，恒星只发出离解辐射，并与模拟中，恒星保持黑暗。光解离和光电离对模拟星系的组装有很强的负反馈作用.与模拟中恒星保持黑暗的情况相比，气体冷凝受到强烈阻碍，恒星形成受到强烈抑制。对气体的反馈意味着抑制的中心暗物质密度在minihalo祖的几个因素，这是一个显着的偏离奇异的等温密度分布特征的暗物质分布在没有辐射反馈。气体密度、恒星形成速率和暗物质分布的演化在小晕组装的后期阶段对电离辐射的存在变得不敏感，一旦小晕转变为原子冷却的星系，对电离辐射的存在变得不敏感。在矮星系内部形成的扩展盘是一个不受辐射影响的强大结果。我们估计，像这里模拟的矮星系将是即将到来的詹姆斯韦伯太空望远镜将探测到的最微弱的星系之一。我们的结论是受我们忽视的反馈超新星和化学富集以及宇宙的变化。[删节]
2013-03-20 astro-ph.CO
Large-scale BAO signatures of the smallest galaxies
最近的研究表明，在高红移时，暗物质和重子气体之间的相对速度通常是超音速的。这种相对速度抑制了最早的重子结构（如微晕）的形成，并且这种抑制在大尺度上受到调制。这种效应在最早期结构的聚簇功率谱中留下了特征形状的印记，在100 Mpc尺度上具有显著的功率，具有高度显著的重子声学振荡。这些振荡的振幅在z=20处比先前预期的大几个数量级。这个特征信号可以让我们区分在再电离之前和再电离过程中小晕对星系际气体的影响。我们说明了这种效果与21厘米发射和吸收的红移过程中和再电离前的例子。这种效应可能使我们能够利用100 Mpc尺度的观测来探测kpc尺度的物理学。我们目前的灵敏度预测FAST和阿雷西博。根据参数的不同，这种增强的结构可能在z=15-20附近的红移处被阿雷西博探测到，并且使用适当的仪器，FAST可以高精度地测量BAO的功率谱。原则上，这种效应也可能对通过观测低红移的BAO特征来限制暗能量的努力构成严重挑战。
2010-09-23 astro-ph.CO
The Role of Radiation and Halo Mergers in Pop III Star Formation
本研究通过模拟宇宙黎明时期原初微晕的演化，发现辐射会提高恒星形成所需的最小晕质量，并揭示了一种由贫气体晕与富气体晕混合合并加速第三族恒星形成的新机制，重新定义了大合并在此时期的作用。
2023-10-16 astro-ph.CO astro-ph.GA
The impact and response of minihalos and the inter-halo medium on cosmic reionization
本研究通过宇宙学辐射流体动力学模拟，量化了迷你晕对再电离过程中复合率及所需光子的增强效应，并展示了SPHM1RT模拟工具的能力。
2024-02-09 astro-ph.CO
The Highest-Redshift Balmer Breaks as a Test of $Λ$CDM
本文提出利用高红移巴尔默跳变检验ΛCDM宇宙学，该方法不依赖质光比等弱约束量，并指出JWST观测若证实强巴尔默跳变将挑战标准模型。
2023-05-24 astro-ph.CO astro-ph.GA
Turbulence in Primordial Dark Matter Halos and Its Impact on the First Star Formation
Institute of Astronomy and Astrophysics, Academia Sinica（中央研究院天文及天文物理研究所）；Department of Physics, National Taiwan University（国立台湾大学物理系）；Department of Physics and Astronomy, University of California, Riverside（加州大学河滨分校物理与天文学系）；Heidelberg Institute for Theoretical Studies（海德堡理论研究所）
利用高分辨率模拟研究原初暗物质晕中超声速湍流的驱动机制及其对气体碎裂和第一代恒星形成的影响。
2026-05-27 astro-ph.CO astro-ph.GA
The Redshift Evolution of the Relation between Stellar Mass, Star Formation Rate, and Gas Metallicity of Galaxies
利用Sloan数字巡天数据Release 7的星系样本，研究了星系的恒星质量（$M_\star$）、恒星形成率（SFR）和金属丰度（$Z$）之间的关系，即基本金属丰度关系。我们把星系分成窄的红移区间，比较了不同红移下的关系，发现了统计上显著的（$> 99$ %）演化。我们测试了各种可能导致看似$Z$演化的观测效应，发现仅用观测效应很难解释关系的演化。在当前的低红移星系样本中，从不同的红移采样到了具有不同$M_\star$和SFR的星系，并且在$M_\star$ /SFR和红移之间存在简并。因此，区分$Z$和SFR之间的关系与$Z$和红移之间的关系并不简单。从红移演化效应中分离出星系的内禀关系是理解星系演化的一个关键问题。
2012-10-17 astro-ph.CO astro-ph.GA
Starbursts at Cosmic Dawn: Formation of Globular Clusters, Ultra-Faint Dwarfs, and Population III star clusters at z > 6
Stockholm University（斯德哥尔摩大学）
本文提出Anaxagoras模型，用于研究高红移时期低质量暗物质晕中的恒星形成，预测了银河卫星晕中数百个星系的形成及III型恒星团的形成情况。
2026-04-11 astro-ph.CO astro-ph.GA
On the number of galaxies at high redshift
当$z$ -距离关系为非标准关系时，导出了在给定流量下的星系数与红移的函数关系，即$z$。为了比较不同的模型，同样的形式主义也适用于标准宇宙学。用截断β概率密度函数导出的新的星系光度函数模拟了zCOSMOS星表中星系在不同红移下的观测光度函数。三个天文测试，这是光度最大值作为一个函数的红移为一个固定的流量，平均值的红移为一个固定的流量，和光度函数的星系作为一个函数的红移，比较标准和非标准模型的理论值与观测值。测试是在FORS深场（FDF）星表上进行的，直到红移$z=1.5$和zCOSMOS星表上延伸到$z=4$之外。这三个测试表明标准模型和非标准模型之间的差异很小。
2015-09-04 astro-ph.CO astro-ph.GA
Fraction of Strong Barred Galaxies (SB) in groups in the Nearby Universe, 0 < z < 0.066, as a function of redshift
本文对文献中的913个星系群和56个Abell星系团进行了分析，以估计在0 < z < 0.066的红移区间内强棒星系分数SB/（S+SB）的平均值
2010-12-16 astro-ph.CO astro-ph.GA
Impact of subhalo dynamical friction heating on the formation of the first structures in the universe
University of Edinburgh（爱丁堡大学）；United Arab Emirates University（阿拉伯联合酋长国大学）
研究通过TNG50模拟数据，分析子晕动力学摩擦加热对早期结构形成的影响，发现其在低红移时对星系淬火有重要作用，并抑制了Pop III恒星形成。
2026-08-18 astro-ph.CO astro-ph.GA
Detectability of Local Group Dwarf Galaxy Analogues at High Redshifts
本星系群中的矮星系被认为与再电离时期（z>6）最丰富的星系相似。由于它们的接近，可以获得关于这些星系的丰富信息;然而，由于它们的表面亮度较低，在高红移下探测它们的祖先是具有挑战性的。我们比较这些矮星系的物理特性，在高红移使用哈勃太空望远镜和斯皮策观测检测到的星系，并考虑即将到来的詹姆斯韦伯太空望远镜的前景检测高红移类似物的这些星系的承诺。
2015-10-07 astro-ph.CO astro-ph.GA
The observational signatures of high-redshift dark stars
小晕中心暗物质粒子的湮灭可能导致所谓的暗星的形成，暗星比传统的第三族恒星更冷，更大，更大，可能更长寿。在这里，我们调查的前景检测高红移暗星与现有的和即将到来的望远镜。我们发现，质量低于~ 1 e3 Msolar的个别暗星本质上太暗了，即使是即将到来的詹姆斯韦伯太空望远镜（JWST）。然而，通过利用前景星系团作为引力望远镜，某些种类的暗星应该在JWST的z=10范围内。如果更多的大质量暗星能够形成，即使在没有透镜的情况下，它们也可能被JWST探测到。事实上，最近提出的一些超大质量（~ 1 e7 Msolar）暗星在z=10时足够明亮，即使用现有的设施也可以探测到，如哈勃太空望远镜和地面上的8-10米望远镜。最后，我们认为，由于最热的暗恒星（Teff > 30000 K）可以产生自己的HII区，他们可能会大大亮于恒星大气光谱的基础上估计会建议。
2011-01-14 astro-ph.CO
The Hydrodynamic Feedback of Cosmic Reionization on Small-Scale Structures and Its Impact on Photon Consumption during the Epoch of Reionization
星系际介质（IGM）中的密度不均匀性可以大大提高电离气体的复合率，影响再电离过程中HII区的生长。以前的尝试，以量化这种效果通常未能解决到牛仔裤规模的预电离IGM，这是很重要的，在建立这种效果，随着流体动力学反反应的再电离上it.Towards，为此，我们进行了一组完全耦合，辐射流体动力学模拟从宇宙学的初始条件，扩展以前的工作规模的小晕的质量分辨率。再电离前的结构一直演化到红移$z_i$，在此位置，来自外部源的电离辐射到达，在几百万年内以超音速扫过整个体积的R型电离锋，直到它被捕获在微晕的表面上并转换为D型，之后微晕气体被光蒸发风去除。在此期间，小尺度密度结构导致电离气体的高（$>$ 10）聚集因子，这极大地提高了复合速率，直到结构被$\sim 10-100~\rm{Myr}$之后的流体动力学反馈破坏。对于在平均密度差为$\barδ$的$200~h^{-1}~\rm{kpc}$盒中强度为$J_{21}$的入射恒星辐射，每个H原子的额外重组数，在均匀分布气体的预期值之上，由$0.32[J_{21}]^{0.12}[(1+z_i)/11]^{-1.7}[1+\barδ]^{2.5}$给出。在大部分体积在再电离结束时被电离的模型中，这可以将每个H原子的一个以上的复合添加到电离光子预算中以实现再电离。
2016-10-17 astro-ph.CO
Searching for the earliest galaxies in the 21 cm forest
我们使用Xu et al.（2010）开发的模型来计算由恒星形成的矮星系（DG）和无星迷你晕（MH）留下的21 cm线吸收特征。该方法基于等效宽度（W_v）分布和通量关联函数的统计比较，使我们能够导出一个简单的在很高（z >= 8）红移的候选DG的选择准则。我们发现，在到达目标射电源（GRB或类星体）的视线上，约有18%的DG可以通过条件W_v < 0来识别;这些天体对应于DG分布在高红移处的高质量尾部，并且嵌入在大的HII区域中。标准W_v> 0.37 kHz反而选择约11%的MH。选定的候选DG可以在以后重新观察近红外的JWST的效率高，从而提供了一个最有可能的再电离源的直接探测。
2010-02-23 astro-ph.CO
Photometric redshifts for galaxies in the Subaru Hyper Suprime-Cam and unWISE and a catalogue of identified clusters of galaxies
首先，我们提出了一个目录的光度红移1468万个星系的超Suprime-Cam斯巴鲁战略计划和广域红外巡天探测器使用最近邻算法的7波段光度数据。对于z<0.7的星系，红移不确定度约为0.024，并且随着红移的增加而稳定地增加，在z~2处约为0.11。从如此大的数据集中，我们识别出21，661个星系团，其中5537个星系团的红移z>1，642个星系团的红移z>1.5，显著扩大了高红移的星系团样本。估算了星团的丰度和质量，这些星团的当量质量为M_{500} > 0.7*10^{14} Msun。我们发现，恒星质量的最亮的星系团（BCGs）在每个丰富度仓不显着的红移演变。恒星形成的BCGs的比例随红移而增加，但不依赖于集群质量。
2020-11-19 astro-ph.CO
Imaging of Three Possible Low Redshift Analogs to High Redshift Compact Red Galaxies
作为一个更大的计划的一部分，以确定和表征可能的低红移类似物的大规模紧凑的红星系发现在高红移，我们已经检查了三个低红移紧凑星系的形态从Trujillo等人（2009）的样本。使用更深和更高分辨率的图像，我们发现除了在早期测量中确定的致密核心之外，还发现了微弱和相对广泛的外部结构。其中一个物体似乎有一个小的伴星，可能参与了正在进行的小型合并，这可能是这些星系外部形成的原因。这些天体中主要恒星星族的年龄约为2- 4 Gyr，与以前的估计值吻合得很好。在这些星系中弥漫的外部结构的存在表明，真正紧凑和大质量的红星系是非常罕见的低红移。相对年轻的恒星星族表明，大量外层物质的吸积必然普遍发生在几十亿年或更短的时间尺度上，这些结果证实并扩展了以前的观点，即高红移致密星系尺寸演化的驱动机制不可能是高度随机的过程，这将不可避免地留下一个不可忽略的小部分幸存者在低红移。
2011-03-09 astro-ph.CO
Anomaly detection for machine learning redshifts applied to SDSS galaxies
我们提出了一个机器学习红移估计的异常检测分析。异常检测允许删除不良的训练样本，这可能会对红移估计产生不利影响。异常的训练例子可能是光谱红移不正确的光度星系，或者一个或多个光度测量不好的星系。我们选择了250万个“干净”的SDSS DR 12星系与可靠的光谱红移，和6730个“异常”星系与光谱红移测量标记为不可靠的。我们污染的干净的基础星系样本与星系的不可靠的红移，并试图恢复污染星系使用椭圆包络技术。然后，我们训练四个机器学习架构，用于对污染样本和预处理的“去除异常”样本进行红移分析，并在没有任何预处理的情况下生成的干净验证样本上测量红移统计。我们发现，与对所探索的每个机器学习例程的污染样本进行训练相比，在异常移除样本上进行训练时，所有测量统计数据的改善高达80%。我们进一步描述了一种估计基础数据样本的污染分数的方法。
2016-06-15 astro-ph.CO
On the Shapes and Structures of High-Redshift Compact Galaxies
最近哈勃空间望远镜WFC 3的深空成像表明，大多数z~2的致密静止大质量星系可能包含盘。为了研究这一说法，我们比较了31个精心挑选的高红移大质量静止致密星系的椭圆率分布，一组质量选择的椭圆率和Sersic指数分布从2D结构拟合到~ 40，000 $附近的星系从斯隆数字巡天。柯尔莫哥洛夫-斯米尔诺夫检验表明，高红移星系的椭圆率分布与同样选择的大质量早型星系样本的椭圆率分布一致。然而，高红移样本的Sersic指数的分布与当地早型星系的分布不一致，而是类似于当地盘主导的人口。高红移致密星系的性质与本地早型和盘主导系统的性质之间的不匹配使我们得出结论，高红移致密星系的基本结构可能不太类似于任何单一的本地星系种群。任何类似于当前存在的高红移致密星系的星系群要么是不同类型星系的混合，要么可能是一个独特的天体类别。
2012-06-15 astro-ph.CO
Two Moderate-Redshift Analogs to Compact Massive Early-Type Galaxies at High Redshifts
从搜索的SDSS和UKIDSS数据库覆盖的天空的一部分，我们已经找到了2个星系在z~0.5，具有类似的发光被动致密星系在z~2.5的属性。从凯克中等分辨率光谱学和激光引导的自适应光学成像这些星系，我们可以开始把一个更详细的图片，他们的高红移同行可能是什么样子。光谱合成模型，适合u到K测光似乎也给很好的适合的光谱特征。根据这些模型，我们估计这两个星系的质量在3-4 × 10^11太阳质量的范围内。在假设这些是球状星系的情况下，我们的速度色散估计出的质量大约小3倍。然而，我们的高分辨率成像数据表明，这些星系不是正常的球体，和运动学数据的解释严重依赖于实际的形态和恒星轨道的性质。虽然最近的建议，高红移致密星系的人口是本地存在的内部区域的本地大质量椭圆星系是相当合理的，峰值质量表面密度的两个星系，我们在这里讨论的似乎是高达10倍的最高密度的本地椭圆，假设我们的测光质量是大致正确的。因此，在这种情况下，似乎仍然需要高红移星系的一些动力学“膨胀”。
2009-12-16 astro-ph.CO
Formation of First Galaxies inside Density Peaks and Voids under the Influence of Dark Matter-Baryon Streaming Velocity, I: Initial Condition and Simulation Scheme
我们提出了一个系统的研究宇宙的变化，存在于第一个恒星和星系的形成。我们专注于宇宙的变化引起的大规模的密度和速度环境刻在时代的重组。密度环境主要由暗物质过密度决定，速度环境主要由暗物质-重子流速度决定。为此，我们引入了一个新的宇宙学初始条件发生器BCCOMICS，它解决了小尺度扰动下的大尺度密度和流速环境的准线性演化，并产生初始条件的暗物质和重子，无论是粒子或网格数据在一个特定的红移。我们还描述了一个计划来模拟密度峰值和空隙内的第一个星系的形成，其中一个局部环境被视为一个单独的宇宙。作为一个应用程序，在微晕数密度和冷却质量的量所产生的宇宙方差。密度峰值成为增强第一星系形成的场所，这与暗物质-重子流速度对结构形成的负面影响竞争。
2018-11-28 astro-ph.CO
A Search for Moderate-Redshift Survivors from the Population of Luminous Compact Passive Galaxies at High Redshift
从搜索的SDSS和UKIDSS数据库覆盖的~ 2400平方度的区域，我们试图确定星系在z ~ 0.5是一致的，它们基本上是未修改的例子，发现在z ~ 2.5的发光被动致密星系。在通过更深的成像分离出好的候选者之后，我们进一步用凯克中等分辨率光谱和激光导星自适应光学成像来改进样品。对于4的5个星系，到目前为止仍然通过这个筛子后，我们分析合理的恒星形成历史的基础上，我们的光谱，以确定星系，可能已经幸存下来的人口在高红移形成的修改很少。我们发现2个星系在z > 5时形成了> 95%的质量。我们试图从我们的恒星星族测定和速度色散估计质量。鉴于小轴比的频率很高，无论是在我们的小样本中，在高红移的样本中，我们初步认为，一些更极端的例子被动紧凑星系可能有长形的形态。
2013-12-13 astro-ph.CO
The metallicity - redshift relations for emission-line SDSS galaxies: examination of the dependence on the star formation rate
分析了不同质量的SDSS星系中氧丰度和比恒星形成率随红移的变化。我们发现sSFR的最大值sSFRmax随星系质量Ms的增大而减小，随星系红移的减小而减小。对于大质量星系，sSFRmax可以超过时间平均的sSFR大约一个数量级。对于sSFR = sSFRmax和sSFR = 0.1sSFRmax的星系子样本，金属丰度-红移关系在大质量（log（Ms/Mo）> 10.5，恒星质量Ms为太阳单位）星系中一致，而在低质量星系中不同。这表明在大质量星系中氧丰度和sSFR之间没有相关性，而在低质量星系中氧丰度与sSFR相关。我们发现的证据表明，不规则星系显示，平均而言，较高的sSFR和较低的氧丰度比类似质量的螺旋星系和螺旋星系的质量-金属丰度关系略有不同，从不规则星系。事实上，我们的低质量星系样本是螺旋星系和不规则星系的混合物，这可能是金属丰度-红移关系对低质量SDSS星系观察到的sSFR的依赖性的原因。对不规则SDSS星系所得到的质量-金属丰度和光度-金属丰度关系与附近不规则星系直接测定的相应关系是一致的。我们发现孔径效应对SDSS星系氧丰度的红移变化没有显著的贡献。
2013-03-31 astro-ph.CO
Low-Redshift Ly-alpha Selected Galaxies from GALEX Spectroscopy: A Comparison with Both UV-Continuum Selected Galaxies and High-Redshift Ly-alpha Emitters
我们构造了一个低红移Ly-alpha发射线选择源的样本，从九个深场的GALEX棱镜光谱研究Ly-alpha发射在宇宙时间的星系种群中的作用。我们最终的样本包括从FUV（NUV）通道中选择的红移区间z=0.195-0.44（z=0.65-1.25）的119（141）个源。我们将Ly-alpha源归类为AGN，如果高电离发射线存在于它们的紫外光谱中，否则可能是恒星形成星系。我们分类为AGN使用我们的Ly-alpha发射体（LAE）分析的线宽额外的来源。这些分类得到了X射线和光谱观测的广泛支持。定义GALEX LAE样品以相同的方式作为高红移LAE样品，我们表明，LAE构成只有约5%的NUV连续选择星系在z~0.3。我们还表明，它们在z~0.3比在z~3更不常见。我们发现z~0.3光学确认的Ly-alpha星系的金属度-光度关系低于z~0.3 NUV连续选择星系的金属度-光度关系，但在相似光度下具有相似的H-alpha速度宽度，这表明它们也低于NUV连续选择星系的金属度-质量关系。我们发现，平均而言，Ly-alpha星系有更蓝的颜色，更低的折射率从巴耳末线比测量，和更紧凑的形态比NUV连续选择的星系。最后，我们确认了z~2 Lyman break星系（LBG）的光度金属丰度相对较低，并且发现它们与z~0.3 Ly-alpha星系处于相同的金属丰度范围。
2010-01-26 astro-ph.CO
Gamma-ray burst host galaxies at low and high redshift
宇宙中最具能量的爆发，即伽马射线暴（GRB），通常是低质量、贫金属、蓝色和恒星形成的星系。然而，到目前为止研究的大多数目标（不到100个）都处于相对较低的红移，z < 2。我们知道，在低红移时，宇宙恒星的形成主要是在小星系中。因此，在低红移，长持续时间的伽玛暴，这是与大质量的恒星，预计将在小星系。对z < 1.5的GRB宿主的恒星质量函数的初步研究并没有表明这些星系与附近的恒星形成星系的总体不同。在高Z下，GRB宿主是否不同仍不清楚。最近的结果表明，其中一小部分可能与大质量星系中的尘埃区有关。值得注意的是，在z = 3.57的伽玛射线暴宿主的星际介质中测量到的a超太阳金属丰度。
2012-01-18 astro-ph.CO
