Evidence for Ubiquitous Collimated Galactic-Scale Outflows along the Star-Forming Sequence at z~0.5
本文分析了105个星系在0.3<z<1.4时的Mg Ⅱ 2796，2803和Fe Ⅱ 2586，2600吸收线的光谱分布。从GOODS场和扩展Groth带的红移巡天中提取的星系，在0.3<z<0.7时，完全采样了恒星质量log M_*/M_sun > 9.5的恒星形成序列所占据的恒星形成率（SFR）范围。利用MgII和FeII吸收线的多普勒频移作为冷气体运动学的示踪剂，我们在66+/-5%的星系中探测到大尺度风。HST/ACS成像和我们的光谱分析表明，外流检测率主要取决于星系的方向：风在约89%的星系中检测到倾角（i）<30度（正面），而风检测率仅为约45%的对象中i>50度（侧面）。结合相对较弱的依赖风检测率的内在星系属性，这表明，双锥外流是无处不在的正常，恒星形成星系在z~0.5。我们发现，风速与宿主星系M * 的相关性为3.4 σ，而对流的等效宽度与宿主星系SFR的相关性为3.5 σ，这表明具有较高SFR的宿主星系可能会发射更多的物质进入外流和/或产生更大的吸收云速度扩散。假设气体被发射到具有简单等温密度分布的暗物质晕中，对大部分冷物质测得的风速（~200-400 km/s）足以使样品中最低M_* 系统从晕势逃逸。然而，外流通常携带足够的能量到达>50 kpc的距离，因此可能是z~0明亮星系周围观测到的大质量环星系介质的冷物质的可行来源。[删节]
2013-07-04 astro-ph.CO
On the operation of the chemothermal instability in primordial star-forming clouds
我们用一套三维动网格模拟方法研究了原始恒星形成云中化学不稳定性的运行。与以前的研究一致，我们发现，在高红移迷你晕中心的气体变得化学热不稳定，因为三体反应将原子氢转化为完全分子气体。气体冷却的增加速率与H2线发射的增加光学深度之间的竞争在100 AU尺度上的自由落体时间内的冷却时间中产生特征性下降。因此，自由落体时间减少到低于声音穿越时间，云可能会变得重力不稳定，并在最初的自由落体阶段的几十个au的规模碎片。在研究的九个晕中，有三个是从母云中凝结出来的次级团块，母云很可能在被初级团块吸积之前就自行坍塌了。在其他晕中，在如此早期阶段碎裂的可能性较小。然而，考虑到先前的模拟已经表明，一旦气体变得旋转支撑，则下落速度大幅降低，可用于扰动发展的时间量可能远远大于从这里模拟的有限时间段中显而易见的时间。
2013-07-24 astro-ph.CO
Gas infall into atomic cooling haloes: on the formation of protogalactic disks and supermassive black holes at z > 10
利用RAMSES程序对z=10、质量为5E 7 Msun <~M<~ 2 E9 Msun的原子冷却晕进行了宇宙水模拟。我们假设原始气体和H2冷却和先前的恒星形成已经被抑制。我们分析了19晕（气体和DM）的分辨率为10（适当）pc，从总体积的~ 2 E3（共动）Mpc 3。这是最大的统计水模拟。到目前为止，在z>10的ACH研究。我们检查这些晕的形态，角动量（AM），热力学和湍流，以评估磁盘和超大质量黑洞（SMBHs）的流行。我们发现，无论是幅度或方向的AM的气体和它的父母DM晕之间没有相关性。只有3个晕形成旋转支撑的核心。两个最大的晕形成了巨大的、紧凑的、过密的斑点。这些斑点的吸积速率约为0.5 Msun/yr（距离为100 pc），可能是SMBH形成的地点。我们的研究结果表明，旋转支持的程度和晕中气体的命运是由其大规模的环境和合并的历史。特别是，形成斑点的两个晕位于宇宙网的结处，很早就冷却了，并经历了多次合并。在这些晕中的气体是强烈的，高度湍流的，马赫数为N。>~ 5.相比之下，形成旋转支撑核心的晕相对更加孤立，位于沿灯丝的中途，最近冷却，并经历了较少的合并。因此，在这些晕中的气体是不太明亮和不太湍流的（马赫数<~ 4），并且可以保留其大部分AM。其余14个晕具有中间性质。如果在更大的晕样本和额外的物理验证，我们的结果将有影响的最高红移星系和类星体的观测与JWST。
2013-01-23 astro-ph.CO
Discovery of "Warm Dust" Galaxies in Clusters at z~0.3: Evidence for Stripping of Cool Dust in the Dense Environment?
利用“赫歇尔透镜巡天”的远红外成像，我们得到了两个大质量系统中光谱确认的星系团成员星系的尘埃性质在z~0.3：合并子弹星系团和更轻松的MS 2137.3 -2353。大多数的恒星形成星系团源（约90%）具有类似于本地场星系的特征尘埃温度，具有可比的红外（IR）光度（T_dust ~ 30 K）。几个亚LIRG（L_IR < 10^11 L_sun）子弹状星团成员的温度更高（T_dust > 37 K），其远红外光谱能量分布（SED）形状类似于LIRG类型的局部模板。X射线和中红外数据表明，被遮蔽的活动星系核对这些“温暖的尘埃”星系的红外通量没有显着的贡献。在松弛的星系团MS 2137中没有观测到类似的红外光度和尘埃温度的来源，尽管其意义太低，无法推测其起源涉及最近的星系团合并。然而，“暖尘”星系在野外样本中统计上更罕见（> 3sigma），这表明负责的机制可能与稠密的环境有关。这些源的空间分布与整个远红外亮星群相似，即优先位于星系团的外围，尽管星系宿主倾向于较低的恒星质量（M_* < 10^10 M_sun）。我们提出了灰尘剥离和加热过程，这可能是异常温暖的特征灰尘温度负责。一个正常的恒星形成星系需要去除30-50%的尘埃（优先从外部剥离，那里的尘埃通常较冷）才能恢复类似于“温暖尘埃”星系的SED。这些祖先不需要比目前观测到的正常恒星形成群体更高的红外光度或尘埃质量。
2012-07-09 astro-ph.CO
The first high-redshift cavity power measurements of cool-core galaxy clusters with the International LOFAR Telescope
本研究利用国际LOFAR望远镜，首次在高红移星系团样本上测试射电与X射线结合的混合方法，测量中心AGN的空腔功率，初步发现平均空腔功率在z~0.4处达峰后随红移升高缓慢下降。
2024-03-05 astro-ph.CO
Star forming filaments in warm dark matter models
我们对暖暗物质（WDM）宇宙学中类银河星系的形成进行了流体动力学宇宙学模拟。光滑而致密的细丝，几个共同移动的兆秒差距长，在这个模型中一般形成在z 2以上。原子线冷却允许这些灯丝中心的气体冷却到冷却功能的基础，从而产生非常引人注目的扩展莱曼极限系统（LLS）模式。因此，对LLS的关联函数的观测可能会对暗物质的性质提供有用的限制。我们认为，自屏蔽的灯丝可能会导致恒星形成的热不稳定性。我们实现了一个子网格模型，并发现，细丝，而不是晕主导恒星形成，直到z 6。再电离降低了灯丝中的气体密度，更常见的恒星形成晕在z 6以下占主导地位，虽然恒星形成的灯丝继续，直到z=2。z=0星系中有15%的恒星形成为丝状。在更高的红移，这些恒星给星系一个弦的外观，如果观察到，这可能是一个强有力的迹象表明，暗物质是温暖的。
2015-03-26 astro-ph.CO astro-ph.HE
A Chandra X-ray Analysis of Abell 1664: Cooling, Feedback and Star Formation in the Central Cluster Galaxy
Abell 1664星团中最亮的星团星系（BCG）是不寻常的蓝色，其恒星形成速率约为23 M_{\sun}/年^{-1}。BCG位于X射线峰值的5 kpc范围内，冷却时间为3.5 × 10^8年，熵为10.4 keV cm ^2，与冷却流团中其他恒星形成的BCG一致。A1664的中心具有细长的“棒状”X射线结构，其质量与BCG中的分子氢的质量相当，约为10^{10} M_{\sun}。我们表明，这种气体不太可能已经剥离的星系。这一区域的冷却速率与恒星形成速率大致一致，这表明热气体正在凝结到BCG上。我们使用Birzan等人2008年的标度关系表明，活动星系核的能量与中心X射线冷却光度相比不足大约三倍。我们认为，A1664正在经历快速冷却和恒星形成的活动星系核反馈周期的低状态，调节冷却和恒星形成的速度。模拟的排放作为一个单一的温度等离子体，我们发现，金属丰度峰值100千秒差距的X射线中心，导致中心金属丰度下降。然而，多温度冷却流模型改进了对X射线发射的拟合，并且能够恢复预期的中心峰值金属丰度分布。
2009-03-05 astro-ph.CO astro-ph.GA
The Cosmological Impact of Luminous TeV Blazars III: Implications for Galaxy Clusters and the Formation of Dwarf Galaxies
耀变体的一个子集发射TeV的伽马射线，这些伽马射线湮灭并在河外背景光上成对产生。我们在Broderick等人（2011年，论文I）中指出，等离子体束的不稳定性会在局部耗散电子对的能量。这加热了星系际介质，并在红移z~2后显著增加了它的熵，这对结构形成具有重要的意义：（1）这表明了星系团和星系群中冷核（CC）/非冷核（NCC）双峰性起源的一种可能性。早期形成的星系群不受影响，因为它们可以有效地辐射额外的熵，形成CC。然而，在熵通过连续的合并被引力重新处理之前，晚形成的群体没有足够的时间冷却-抵消冷却并进一步提高核心熵。因此，耀变体加热不同于活动星系核的反馈，活动星系核平衡辐射冷却，但由于与星系团气体的弱耦合，无法将CC转化为NCC星系团。(2)我们预测的抑制的Sunyaev-Zel'dovich功率谱的角度尺度小于5'，由于全球减少的中心压力的集团和集团形成后，z~1。(3)我们的红移依赖熵底增加了特征晕质量，低于该质量的矮星系不能形成平均密度（在空隙中）的10（50）倍以上，发现在模型中，包括光电离。这阻止了后期形成的矮星系（z<2）的形成，其质量范围从10^{10}到10^{11} M_sun，红移z~2到0。这可能有助于解决银河系中的“失踪卫星问题”和与冷暗物质模拟相比观测到的矮卫星丰度低的“空洞现象”，并可能使观测到的早期恒星形成历史与星系形成模型相一致。（节略）
2012-05-09 astro-ph.CO astro-ph.HE
Metals, dust and the cosmic microwave background: fragmentation of high-redshift star-forming clouds
研究了宇宙微波背景（CMB）辐射场对星前云坍缩的影响。使用半解析模型跟踪不同初始金属丰度和尘埃含量的云在不同红移下的热演化，我们自洽地研究了云碎裂时的平均Jeans质量对金属线冷却、尘埃冷却和CMB的响应。在没有尘埃颗粒的情况下，当红移z < 10时，当金属丰度为10^{-4} Zsun < Z < 10^{-2.5} Zsun时，会形成中等特征质量（相当于10 s的Msun）;在更高的金属丰度下，CMB抑制碎裂，只形成非常大的质量（相当于~ 100 s的Msun）。这些影响在z > 10时变得更加显著，并且碎裂质量尺度总是> Msun的100 s，与初始金属丰度无关。当尘埃颗粒存在时，亚太阳质量碎片会在任何红移（金属丰度Z > 10^{-6} Zsun）处形成，因为尘埃冷却对CMB的存在相对不敏感。当Z > 10^{-3} Zsun时，宇宙微波背景辐射在z > 5时对尘埃颗粒的加热有利于形成更大的质量，当Z > 10^{-2} Zsun且z > 10时，这些质量成为超太阳质量。最后，我们讨论了我们的结果的解释非常贫金属恒星的观测丰度模式的星系晕的影响。
2009-10-19 astro-ph.CO astro-ph.SR
Residual Cooling and Persistent Star Formation amid AGN Feedback in Abell 2597
新的钱德拉X射线和赫歇尔FIR观测使多波长研究活动星系核（AGN）加热和团内介质（ICM）冷却在最明亮的星系团阿贝尔2597。新的钱德拉观测揭示了中心< 30千秒差距的X射线腔网络比以前认为的更广泛，并且与足够的焓相关联，理论上可以抑制推断的经典冷却流。尽管如此，我们提出了新的证据，与以前的结果一致，适度强的残余冷却流持续在4%-8%的经典预测率在空间结构的方式在反馈驱动的挖掘的X射线腔网络。新的赫歇尔观测被用来估计温暖和寒冷的尘埃质量，下限气体尘埃比，以及与以前测量一致的恒星形成率。环境X射线大气的冷却时间分布被用来映射观测恒星形成熵阈值以及理论热不稳定性阈值的位置。两者都位于X射线空洞所渗透的< 30 kpc中心区域之外，恒星形成以及电离和分子气体都位于两者的内部。年轻的恒星分布在一个拉长的区域，与射电瓣对齐，他们的估计年龄都比X射线腔网络年轻和古老，这表明在当前的活动星系核反馈事件中，既有喷流触发的恒星形成，也有持续的恒星形成。明亮的X射线结与扩展的Ly-alpha和FUV连续体灯丝相一致，激发了对沿着垂直于X射线腔和射电轴的投影轴从环境热大气中进行结构冷却的讨论。我们的结论是，冷却ICM是Abell 2597 BCG中冷气库促进恒星形成和活动星系核活动的主要贡献者。
2012-05-10 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
The bending of the star-forming main sequence traces the cold- to hot-accretion transition mass over 0<z<4
我们分析了恒星质量（M0）的变化，在那里恒星形成的主序列（MS）的弯曲发生在0<z<4。我们发现在0<z<1时M0~10^10Msun，然后在z=2时M0上升到~10^11Msun，然后保持平稳或向更高的红移缓慢增加。当转换成托管暗物质晕质量的M0值，我们表明，这种行为是非常一致的不断发展的冷到热吸积过渡质量，理论预测和定义的红移无关的Mshock在z <1.4 and by the rising Mstream at z>1.4（我们提出了一个修订与最新的模拟协议）。因此，我们认为MS弯曲主要是由于冷吸积的减少导致星系中可用冷气体的减少，并支持气体馈送理论的预测。特别是，在z>1处红移的快速上升的M0证实了冷流情景的证据。在这幅图中，在质量大于M0的星系中，逐渐减少燃料而不是突然抑制质量大于Mshock/Mstream的晕，会产生几乎恒定的恒星形成速率，而不是它们的淬灭，因此需要其他物理过程。与星系恒星质量函数中的膝盖M* 相比，M0在z<1.5时显着较低，在z>2时较高，这表明气体匮乏对星系质量分布的影响发生在早期（z>1.5-2）。MS内部星系成为膨胀主导的典型质量与M0的演变不同，这与膨胀形成是一个与冷吸积逐渐消失不同的过程的想法一致。
2022-05-12 astro-ph.CO astro-ph.GA
SPT-CL J2215-3537: A Massive Starburst at the Center of the Most Distant Relaxed Galaxy Cluster
本文发现 z=1.16 的弛豫冷核星系团 SPT2215，其 BCG 具有极端冷却与高恒星形成率，且 AGN 加热不足，可作为 Phoenix 星系团的高红移类似物。
2023-03-17 astro-ph.CO astro-ph.GA
Direct collapse black hole formation from synchronized pairs of atomic cooling halos
高红移类星体的观测结果表明，大于$\sim 10^9 ~ M_\odot$的超大质量黑洞（SMBH）在$z=6$之前形成。如此大的SMBH在宇宙中如此早形成仍然是一个悬而未决的理论问题。一种可能性是，原子冷却晕中的气体暴露在强烈的莱曼-沃纳（LW）辐射下，形成$10^4-10^6 ~ M_\odot$超大质量恒星，这些恒星迅速坍缩成黑洞。我们提出了一个直接坍缩黑洞（DCBH）形成的基础上同步对原始原子冷却晕的方案。我们认为晕在非常小的分离与一个晕是另一个的subhalo。第一个超过原子冷却阈值的晕形成恒星。在这些恒星形成后不久，另一个晕达到冷却阈值，由于它与新形成的星系距离很小，暴露在形成DCBH所需的临界LW强度下。这种方案的主要优点是同步可以潜在地防止DCBH形成晕中的光蒸发和金属污染。由于晕几乎同时达到原子冷却阈值，形成DCBH的晕只暴露于电离辐射很短的时间。紧密的同步可以让DCBH在附近星系的恒星达到生命尽头并产生超新星风之前形成。我们使用N体模拟来估计以这种方式形成的DCBH的丰度。在我们的估计中，最大的不确定性来源是在原子冷却晕中形成的无金属恒星的初始质量函数（IMF）。我们发现，即使是紧同步，在这种情况下形成的DCBH的密度可以解释由$z=6$类星体观测暗示的SMBH。金属污染和光蒸发可能会降低DCBH的丰度，低于解释依赖于高LW通量的其他模型中的观测结果所需的丰度。
2015-01-14 astro-ph.CO astro-ph.GA
Herschel Observations of Far-Infrared Cooling Lines in intermediate Redshift (Ultra)-luminous Infrared Galaxies
本文报道了利用赫歇尔空间天文台的SPIRE-Fourier变换光谱仪（FTS）对一个中等红移（0.2<z<0.8）（超）亮红外星系（LIR>10^11.5 Lsun）样品的[CII] 158 μ m谱线进行光谱测量的第一批结果。这是第一次调查[CII]发射，一个重要的恒星形成的示踪剂，在红移范围内，宇宙的恒星形成率密度迅速增加。我们从超过80%的样品中检测到强的[CII] 158 um线发射。我们发现[CII]线是发光的，在我们光源的远红外连续发光度的（0.8-4）× 10 ^（-3）范围内，并且似乎是从分子云表面的光解离区域产生的。我们的中间红移（U）LIRGs中的L[CII]/LIR比平均比本地ULIRG大10倍。此外，我们还发现我们的样本中的L[CII]/LIR和L[CII]/LCO（1-0）比值与局域正常星系和高z恒星形成星系相似。在z~0.5的ULIRGs表现出许多相似的本地正常和高z恒星形成星系的属性。我们的研究结果强烈表明，在过去的50亿年里，亮红外星系的恒星形成区的性质可能发生了快速演变。
2014-01-10 astro-ph.CO astro-ph.GA
The Direct Detection of Cool, Metal-Enriched Gas Accretion onto Galaxies at z ~ 0.5
我们报告的发现冷气体流入到六个恒星形成星系的红移z ~ 0.35 - 1。在Keck/LRIS光谱中对该样品的MgII和FeII共振线吸收的分析显示，在六个物体中的五个中，速度变化为80 - 200 km/s，流入气体的等效宽度>~ 0.6 Ang。宿主星系的恒星形成率范围很广（SFR ~ 1 - 40 Msun/yr），恒星质量与银河系相近（log M */Msun ~ 9.6 - 10.5）。哈勃太空望远镜高级巡天照相机的图像显示，六个星系中有五个具有高度倾斜（i > 55度）的盘状形态。这些数据代表了第一次明确的检测流入孤立的，恒星形成星系在遥远的宇宙。我们认为，流入是由于从矮卫星和/或星系内的星系喷泉的富集材料的下落。假设物质已富集到0.1Z_sun，其物理范围近似等于星系的物理范围，我们推断其中四个系统的质量流入率为dM_in/dt >~ 0.2 - 3M_sun/yr。最后，从比较这些吸收线的Mg II和Fe II的吸收在一个更大的光谱样本的约100个对象的配置文件，我们测量的覆盖率至少为6%的冷流入，但不能排除存在的丰富的infall到这些星系多达40。
2011-10-04 astro-ph.CO astro-ph.GA
Radiative cooling implementations in simulations of primordial star formation
我们用三维宇宙学模拟研究了原始恒星形成气体云的热演化。我们批判性地研究如何假设和近似计算辐射冷却率的影响的崩溃的气体云的动态。我们考虑了在稠密原始气体中两个重要的分子氢冷却过程：H_2线冷却和H_2碰撞诱导辐射连续冷却。为了计算光学厚度的冷却速率，我们遵循Sobolev方法，而我们执行光线跟踪的后者。我们还使用简化的拟合函数对净冷却速率进行了相同的模拟。我们详细比较了仿真结果。我们表明，时间和方向依赖的流体动力学量，如气体温度和局部速度梯度显着影响光学厚冷却速率。用拟合函数计算云核的冷却速率，加速了云核的引力坍缩。中央星前盘的结构和演化也受到影响。我们的结论是，物理动机的实施辐射转移是必要的，以准确地遵循原始气体的热和化学演化到高密度。
2012-11-29 astro-ph.CO astro-ph.GA
Cool Gas in the Magellanic Stream
我们提出了第一个直接探测冷原子气体的麦哲伦流，通过21厘米线吸收对背景射电源，J 0119 - 6809，使用澳大利亚望远镜紧凑阵列。在日心速度为218.6 km/s和227.0 km/s时确定了两个吸收分量，光学深度τ约为0.02。相应的H I发射区的柱密度超过2 x 10^20 cm^{-2}。推测出发射气体的自旋温度约为70 K。我们在对另外三个射电连续谱源的观测中没有发现冷气体。虽然我们已经明确地检测到冷气体流，其自旋温度高于类似的组件在LMC，SMC和桥，其贡献的总H I密度可能较低。没有相应的12 CO（J = 1 -> 0）或尘埃似乎与冷气体有关，这表明云没有形成恒星。
2009-01-22 astro-ph.CO astro-ph.GA
