Dark-ages reionization and galaxy formation simulation -- XVIII. The high-redshift evolution of black holes and their host galaxies
黑洞和它们的宿主星系之间的相关性提供了对是什么驱动黑洞-宿主共同进化的深入了解。我们使用Meraxes半解析模型来研究黑洞和它们的宿主星系从高红移到现在的生长过程。我们的模拟发现，在红移为8的情况下，黑洞-凸起和黑洞-恒星总质量关系没有显著的演化。黑洞与恒星总质量的关系与黑洞与核球的关系有相似的散射，但散射稍大，两者的散射都随着红移的增加而减少。在我们的模型中，星系的生长，膨胀和黑洞都是紧密相关的，即使在最高的红移。我们发现，黑洞的增长是由不稳定性驱动或长期类星体模式的增长，而不是由合并驱动的增长在所有的红移。我们的模型还预测，盘占主导地位的星系躺在黑洞总质量的关系，但谎言从黑洞膨胀质量的关系，在最近的观察和流体动力学模拟的协议。
2020-04-07 astro-ph.GA
Dark-ages Reionization and Galaxy Formation Simulation - XV. Stellar evolution and feedback in dwarf galaxies at high redshift
我们直接比较矮星系的性质的半解析模型（SAM）与那些从高分辨率的流体动力学模拟提取的预测。我们关注的星系晕质量为1 e9 <Mvir/Msol<1 e11在高红移（$z\ge5$）。我们发现，通过之前在Qin等人（2018）中提出的修改，包括抑制晕质量和重子分数，以及调节气体冷却和恒星形成效率，SAM可以再现流体动力学模拟预测的星系性质的宇宙演化。这些包括星系恒星质量函数，重子总质量，恒星形成气体质量和恒星形成率在$z\sim5-11$。然而，这种协议是唯一可能的，通过降低恒星形成阈值相对于当地的观测建议。否则，太多的恒星形成气体被困在淬火的矮星系中。我们进一步发现矮星系在早期宇宙（$z>10$）中迅速建立了它们的恒星形成库，相关的时间尺度在红移较低的情况下变得明显更长。这表明在高红移的这些低质量物体中，冷模式下的有效吸积。请注意，改进的SAM，这已经校准对流体动力学模拟，可以提供更准确的预测高红移矮星系的性质，是必不可少的再电离研究。
2018-08-10 astro-ph.GA
Panchromatic Hubble Andromeda Treasury. XIX. The Ancient Star Formation History of the M31 Disk
我们映射的恒星形成历史M31的拟合恒星演化模型的颜色星等图的每一个83 $''{\times}$ 83 $''$（0.3 $\times$ 1.4千秒差距，去投影）的PHAT调查以外的最里面的6 $'{\times}$ 12 $'$部分。我们发现，大部分的恒星形成发生在$\sim$ 8 Gyr前，其次是一个相对平静的时期，直到$\sim$ 4 Gyr前，随后的恒星形成插曲约2 Gyr前，并返回到相对平静。年龄超过2 Gyr的种群似乎没有什么结构，这表明自那个时代以来有很大的混合。最后，假设Kroupa IMF从0.1 $-$ 100 M $_{\odot}$，我们发现，在过去的14 Gyr的恒星形成的总量在该地区，我们已经拟合模型是5 ${\times}$ 10 $^{10}$ M $_{\odot}$。拟合这一恒星形成的径向分布，并假设方位角对称，（1.5 $\pm$ 0.2）${\times}$ 10 $^{11}$ M $_{\odot}$的恒星形成在M31盘作为一个整体，（9 $\pm$ 2）${\times}$ 10 $^{10}$ M $_{\odot}$的可能已经生存到现在后，占进化的影响。这个质量大约是M31总动力学质量的五分之一。
2017-08-08 astro-ph.GA
Dark-ages reionization and galaxy formation simulation - IX. Economics of reionizing galaxies
利用一系列高分辨率的流体动力学模拟，我们发现在高红移（z > 5）星系的快速生长过程中，分子气体的储备在3亿年的时间尺度上被消耗，几乎与反馈机制无关。我们发现，这些星系的总气体分数不存在这样简单的关系，气体分数和特定的恒星形成率之间的相关性很小。早期星系成长的瓶颈或限制因素是将下落的气体转化为冷的恒星形成气体。因此，我们发现，大多数高红移矮星系实际上是在衰退，与需求（恒星形成）从来没有上升，以满足供应（气体），无论重子反馈物理建模。我们的结论是，星系自我调节的基本假设-它们可以在哈勃时间内调整总气体消耗量-并不适用于矮星系，矮星系被认为是负责提供大部分紫外光子来恢复高红移宇宙。我们演示了如何快速分子时间尺度提高早期宇宙的半解析模型预测和观测到的恒星质量函数之间的一致性。
2017-06-19 astro-ph.GA
Dark-ages reionization and galaxy-formation simulation - VI. The origins and fate of the highest known redshift galaxy
利用哈勃数据，包括新的棱镜光谱，Oesch等人最近确定了GN-z11，一个$z$ =11.1（大爆炸后仅4亿年）的$M_\textrm{UV}$ =-21.1星系。据估计，这个星系的恒星质量为$\sim$ 10 $^9$ M $_{\odot}$，它的亮度和质量令人惊讶，这引发了一个问题，即这样一个极端的物体是如何在宇宙中如此早期形成的。使用\Meraxes{}，一个半解析的星系形成模型开发的黑暗时代再电离和星系形成观测值的数值模拟（DRAGONS）计划的一部分，我们调查的潜在形成机制和最终的命运GN-z 11。我们模拟的体积与发现观测的体积相当，并且具有与这个非常明亮的系统相似光度的两个模拟星系。存在于两个最大的次晕在$z$ =11.1（$M_\textrm{vir}$ =1.4 $\times 10^{11}$ M $_{\odot}$和6.7 $\times 10^{10}$ M $_{\odot}$），我们的模型模拟显示出良好的协议与所有可用的观测导出的GN-z11的属性。虽然它们是在高$z$时整个星系群中相对罕见的异常值，但它们不再是$z$ =5时最大质量或最亮的系统。此外，我们发现，这两个对象具有相对平滑，但非常快速的质量增长的历史与一贯的高恒星形成率和紫外线光度在$z{>}11$，表明它们的亮度不是一个短暂的，合并驱动的功能。我们的模型结果表明，未来的宽视场调查与\t…
2017-01-09 astro-ph.GA
Star Formation at the Epoch of Reionization with CANUCS: The ages of stellar populations in MACS1149-JD1
本研究利用CANUCS的JWST多仪器观测数据，分析红移z=9.1的引力透镜星系MACS1149-JD1的恒星族群性质，解析出四个星系成分并明确其恒星形成历史差异，更新了对该星系光谱特征的认知。
2023-08-25 astro-ph.GA
Dark-ages Reionization & Galaxy Formation Simulation II: Spin and concentration parameters for dark matter haloes during the Epoch of Reionization
我们使用高分辨率的N体模拟研究的浓度和自旋参数的暗物质晕的质量范围$10^8\, {\rm M}_{\odot}\, h^{-1} < {\rm M} < 10^{11}\, {\rm M}_{\odot}\, h^{-1}$和红移$5{<}z{<}10$，对应的星系晕被认为是负责再电离。我们建立了一个子样本的平衡晕和对比他们的属性，也包括非放松系统的完整人口。通过将NFW和Einasto剖面拟合到单个晕的球平均密度剖面来计算浓度。在去除平衡外的晕后，我们发现一个$z{>}5$浓度$-$质量（$c(M)$）的关系，几乎是平坦的，以及描述了一个简单的幂律NFW和Einasto拟合。在$z=5$中，平均值关系周围的固有离散度为$Δc_{\rm{vir}}{\sim1}$（或20%）。我们还发现，由Ludlow等人提出的分析模型。再现晕浓度的质量和红移依赖。我们的最佳拟合Einasto形状参数$α$以$α{=}0.0070ν^2{+}0.1839$准确描述的方式取决于峰高$ν$。自旋参数$λ$的分布对平衡态的依赖性很弱;对于我们的弛豫样品，$λ$的峰值大约在${\sim}0.033$，对于全布居，峰值在${\sim}0.04$。自旋-维里质量关系在高红移处有轻微的负相关。
2015-12-02 astro-ph.CO astro-ph.GA
Dark ages reionization & galaxy formation simulation XII: Bubbles at dawn
直接探测电离氢（HII）区域已被认为是宇宙再电离的一种有前途的探测方法。观测来自再电离时代（EoR）的氢的红移21厘米信号是新一代低频无线电干涉仪背后的关键科学驱动力。我们调查的可行性相结合的低频观测与平方公里阵列和近红外测量数据的宽视场红外巡天望远镜探测宇宙再电离成像HII气泡周围的大质量星系在宇宙黎明。虽然个别气泡将太小，无法检测到，我们发现，通过堆叠红移21厘米光谱集中在已知的星系，它将有可能直接检测到EoR在$z \sim 9-12$，并放置定性约束的星系际介质（IGM）的自旋温度的演变在$z \geq 9$。特别地，给定使用该技术检测电离气泡，可以确定它们周围的IGM通常是吸收还是发射。由于HII区域的平均尺寸的简并性，使用这种方法确定IGM的全局平均中性分数将被证明是更加困难的。
2017-07-21 astro-ph.CO astro-ph.GA
Dark-ages Reionization and Galaxy Formation Simulation -- XVII. Sizes, angular momenta and morphologies of high redshift galaxies
利用更新的Meraxes半解析星系演化模型研究了高红移星系的大小、角动量和形态。我们的模型成功地再现了一系列的观测从红移$z=0$-$10$。我们发现，星系盘的有效半径与紫外光度的比例为$R_e\propto L_{\textrm{UV}}^{0.33}$在$z=5$ - $10$，和恒星质量的$R_e\propto M_\ast^{0.24}$在$z=5$，但与一个斜率，增加在更高的红移。我们的模型预测星系的中位尺寸与红移的比例为$R_e \propto (1+z)^{-m}$，其中$(0.3$ - $1)L^\ast_{z=3}$的星系为$m=1.98\pm0.07$，$(0.12$ - $0.3)L^\ast_{z=3}$的星系为$m=2.15\pm0.05$。我们发现，恒星和晕的比角动量之间的比例通常小于1，并随着晕和恒星质量的增加而减小。这种关系没有表现出红移的依赖性，而比角动量和恒星质量之间的关系减少$\sim0.5$ dex从$z=7$到$z=2$。我们的模型再现了局部星系形态的分布，主要是通过星系合并形成的低质量星系，星系盘不稳定性与$M_\ast\simeq10^{10}$ - $10^{11.5}M_\odot$，和最大质量的星系主要合并。在高红移，我们发现星系的形态，主要是膨胀为主。
2019-06-29 astro-ph.GA
Dark-ages Reionization and Galaxy Formation Simulation - X. The small contribution of quasars to reionization
受最近对高红移暗活动星系核数密度测量的启发，我们在更新的Meraxes半解析模型中通过跟踪中心超大质量黑洞的生长来研究类星体对再电离的贡献.该模型对观测到的恒星质量函数在$z\sim0.6-7$，黑洞质量函数在$z\lesssim0.5$，全球电离发射率在$z\sim2-5$和汤姆逊散射光学深度进行校准。该模型再现了Magorrian关系与观测在$z<0.5$和预测减少黑洞质量对较高的红移在固定的总恒星质量。类星体辐射的张角为80度，对应于由于尘埃遮蔽而导致的${\sim}23.4$ %的可观测分数，该模型能够再现在$z\sim0.6-6$处观测到的类星体光度函数。来自暗活动星系核的恒星光在紫外光通量中占很大比例。在高红移时，该模型与亮端类星体光度函数一致，并表明Giallongo等人（2015）最近编制的微弱$z\sim4$ AGN样本包括很大一部分恒星光。直接应用这个光度函数来计算活动星系核的电离辐射率，结果高估了类星体在$z\sim6$上产生的电离光子数3倍。我们的结论是，类星体是不可能作出重大贡献的再电离。
2017-09-26 astro-ph.CO astro-ph.GA
Dark-ages Reionization and Galaxy Formation Simulation - XIII. AGN quenching of high-redshift star formation in ZF-COSMOS-20115
大质量静止星系（MQG）被认为在早期快速形成恒星，然后是长时间的静止。最近在$z\sim4$发现的MQG，ZF-COSMOS-20115，在大爆炸后仅1.5 Gyr，对星系生长和早期恒星形成中的反馈作用提出了新的限制。光谱跟踪证实ZF-COSMOS-20115是$z=3.717$的MQG，估计恒星质量为${\sim}10^{11}\mathrm{M}_\odot$，没有证据表明最近有恒星形成。我们使用Meraxes半解析模型来研究ZF-COSMOS-20115类似物如何建立恒星质量，以及它们为什么变得静止。我们确定了三个类似的星系与ZF-COSMOS-20115类似的属性。我们发现ZF-COSMOS-20115很可能是由一个巨大的光环主持的，其维里质量为${\sim}10^{13}\mathrm{M}_\odot$，在早期经历了重大的合并。这些合并事件推动了核心的强烈增长，后来阻止了冷却和淬火恒星的形成。ZF-COSMOS-20115可能在$z<3.7$保持静止。我们发现类似物在我们的模拟中拥有最大质量的黑洞，并且是$z\sim5$的发光类星体，这表明ZF-COSMOS-20115和其他MQG可能是高红移类星体的后代。此外，该模型表明，ZF-COSMOS-20115形成于早期再电离的星系际介质区域。
2017-08-25 astro-ph.GA
Dark-ages Reionization and Galaxy Formation Simulation XX. The Ly$α$ IGM transmission properties and environment of bright galaxies during the Epoch of Reionization
高度中性的星系间介质（IGM）在再电离时期（EoR），预计将抑制Ly $α$发射与阻尼翼吸收，导致几乎没有Ly $α$检测到恒星形成星系在$z{\sim}8$。然而，在这些红移下，对4个最亮星系（${\rm H}_{160}{\sim}25$等）的光谱观测确实显示出突出的Ly $α$线，表明局部电离的IGM。本文利用Meraxes半解析模型研究了EoR期间亮星系的Ly $α$ IGM透射和环境。我们发现较亮的星系受阻尼翼吸收的影响较小，因为它们能有效地电离周围的中性氢。具体而言，最亮的源（${\rm H}_{160}{\lesssim}25.5$ mag）位于我们的模拟中最大的电离区域，并且具有来自IGM（光学深度${<}1$）的低Ly $α$衰减。较暗的星系（25.5等${<}{\rm H}_{160}{<}27.5$等）的透射率取决于紫外线光度，导致在较暗的星等下Ly $α$检测的发生率较低。这种光度相关的衰减解释了为什么Ly $α$只在$z{\sim}8$最亮的星系中被观测到。后续观察显示，在这些确认的$z{\sim}8$ Ly $α$发射体附近存在对应物。我们模拟的类似物的环境与这些观测结果在附近星系的数量上一致，这是一个很好的指标，表明Ly $α$是否可以在较暗的星系中被检测到。在目前的观测极限下，在$2'{\times}2'$内有${\ge}2$-5个邻居的星系显示出L…
2021-08-08 astro-ph.CO astro-ph.GA
Dark-ages Reionization & Galaxy Formation Simulation I: The dynamical lives of high redshift galaxies
我们提出了黑暗时代再电离和星系形成观测的数值模拟（DRAGONS）程序和Tiamat，碰撞N体模拟程序，DRAGONS是建立在。Tiamat区别于其他大型模拟程序的主要特点是它在高红移时的输出密度（从z=35到z=5为100;大约每1000万年一个），这使得在星系形成迅速且合并非常频繁的时代能够构建非常精确的合并树。我们发现朋友的朋友晕质量函数与Watson等人的预测一致。在高质量时，但在低质量时偏离，这可能是由于我们使用了不同的晕发现者，也可能是因为我们打破了“普遍”行为。然后，我们分析了星系在再电离时期的动力学演化，发现只有一小部分（~20%）的星系晕是松弛的。我们使用标准弛豫度量来说明这一点，以建立两个动态恢复时间尺度：i）晕形成后需要约1.5个动力学时间，ii）主要（3：1）或次要（10：1）合并后需要约2个动力学时间。这在很大的质量范围内是非常一致的。最后，我们使用相空间晕发现者来说明，主要的合并驱动长寿命的大规模相空间结构，需要许多动力学时间消散。这可能会产生显着的差异，推断质量积聚的星系晕，我们建议，必须小心，以确保物理上有意义的匹配之间的星系形成物理的半解析模型和晕发现者提供他们的输入。
2016-03-21 astro-ph.CO astro-ph.GA
Dark-ages reionization and galaxy formation simulation -- XXI. Constraining the evolution of the ionizing escape fraction
本研究利用Meraxes半解析模型与贝叶斯方法，联合高红移星系观测及再电离历史约束，得出电离光子逃逸率随晕和恒星质量转变，并确认低质量星系主导再电离。
2023-12-07 astro-ph.CO astro-ph.GA
Dark-ages Reionization and Galaxy Formation Simulation - XIV. Gas accretion, cooling and star formation in dwarf galaxies at high redshift
利用一套高分辨率的宇宙学流体动力学模拟和半解析模型（SAM）研究了高红移（$z\ge5$）下矮星系形成。我们专注于气体吸积，冷却和恒星形成在这项工作中隔离相关过程的再电离和超新星反馈，这将在配套文件中进一步讨论。我们应用SAM晕合并树构建从无碰撞N体模拟共享相同的初始条件的流体动力学套件，并校准自由参数对恒星质量函数预测的流体动力学模拟在z = 5。通过比较两种模拟技术计算的恒星形成历史和气体成分，发现在早期流体动力学模拟中，低红移星系形成文献中普遍采用的半解析公式不能准确反映矮星系的性质.我们提出了3个修改SAM，将提供更准确的高红移模拟。其中包括：1）晕质量和重子分数被无碰撞N体模拟高估; 2）恒星形成效率遵循与流体动力学模拟不同的宇宙演化路径; 3）冷却速率在高红移矮星系中没有很好的定义。通过详细的流体动力学模型，对矮星系形成进行精确的半分析模型，将有助于对再电离研究所需的大量数据进行可靠的半分析预测。
2018-08-06 astro-ph.CO astro-ph.GA
The Brightest Galaxies in the Dark Ages: Galaxies' Dust Continuum Emission During the Reionization Era
虽然一半的宇宙星光被尘埃吸收，并以长波长（3 $μ$ m-3 mm）再辐射，但与静止坐标系紫外和光学星系光度函数相比，红外到毫米星系光度函数（IRLF）的约束很差，特别是在z> 2.5时。在这里，我们提出了一个后向演化模型解释数计数，红移分布，并在红外和亚毫米天空的跨带通量密度的相关性，从70 $μ$ m-2毫米，使用的IRLF的再电离时代的模型。模拟亚毫米波地图是通过注入源根据规定的IRLF和流量密度从模型光谱能量分布，反映了在$0<z<5$尘埃恒星形成星系（DSFG）中观察到的SED的分布。我们探讨了两个极端的假设案例研究：一个尘埃贫乏的早期宇宙模型，其中DSFGs的贡献可以忽略不计（$<$ 10%）的综合恒星形成率密度在$z>4$，和一个交替的尘埃丰富的早期宇宙模型，其中DSFGs占主导地位的$\sim$ 90%的$z>4$恒星形成。我们发现，目前的submm/mm数据集并没有明确排除这些极端的模型。我们认为，未来的调查在2毫米将是至关重要的测量IRLF超过$z\sim4$。在本文中开发的模型框架作为一个独特的工具，多波长红外/亚毫米河外数据集的解释，并将使更精细的约束IRLF比可以从直接测量单个星系的综合尘埃排放。
2018-05-25 astro-ph.CO astro-ph.GA
JWST/NIRCam Probes Young Star Clusters in the Reionization Era Sunrise Arc
早期宇宙中的团簇形成及其对再电离的贡献迄今为止仍然基本上不受约束。在这里，我们提出的JWST/NIRCam成像的最高度放大的星系在z ~ 6，日出弧。我们确定了6个年轻的大质量星团（YMC），测量半径从20 pc到1 pc（经透镜放大率校正），估计恒星质量为$10^{(6-7)}$ Msun，年龄为1-30百万年，基于SED拟合测光测量的8个过滤器延伸到静止框架7000 A。由此产生的恒星质量表面密度高于1000 Msun pc $^{-2}$（高达几个$10^5$ Msun pc $^{-2}$）和他们的推断动力学年龄资格的大部分这些系统的引力约束的星团。星团的年龄描绘了沿着弧的恒星形成的进程，到演化的系统（>~ 1000万年），然后是非常年轻的星团。最年轻的星团（<500万年）显示出显著的H β + [OIII] 4959，5007发射的证据，基于测光，等效宽度大于1000埃静止框架，并在200 pc大小的恒星形成复合体中。这样的区域主导电离光子产生，具有高效率log（$ξ_{ion}$ [Hz erg $^{-1}$ ]）~ 25.7。银河系最近形成的恒星质量中有很大一部分（> 10- 30%）发生在这些YMC中。我们推测，这种电离辐射源提高了电离光子的产生效率，最终雕刻出电离通道，可能有利于莱曼连续辐射的逃逸。一些星团的幸存将使它们成为本地宇宙中大质量和相对贫金属的球状星团…
2023-02-07 astro-ph.GA
Early Planet Formation in Embedded Disks (eDisk). XIX. Structures of molecular outflows
National Astronomical Observatory of Japan（日本国立天文台）；The University of Tokyo（东京大学）；Kagoshima University（鹿儿岛大学）；Academia Sinica Institute of Astronomy & Astrophysics（中央研究院天文及天文物理研究所）；National Radio Astronomy Observatory（美国国家射电天文台）；Niels Bohr Institute, University of Copenhagen（哥本哈根大学尼尔斯·玻尔研究所）；Institute of Astronomy and Astrophysics, Academia Sinica（中央研究院天体物理研究所）；University of Virginia（弗吉尼亚大学）
研究了19个近邻低质量原恒星的12CO(2-1)喷流结构，分类为三种类型：慢盘风、风驱动壳层和弓形激波，并探讨了喷流方向变化和环境介质差异。
2026-04-07 astro-ph.GA astro-ph.SR
Igniting galaxy formation in the post-reionization universe
Pomona College（波莫纳学院）；California State Polytechnic University, Pomona（加州州立理工大学波莫纳分校）；California Institute of Technology（加州理工学院）；California State University, San Bernardino（加州州立大学圣贝纳迪诺分校）；The University of Texas at Austin（德克萨斯大学奥斯汀分校）；Yale University（耶鲁大学）；Universität Zürich（苏黎世大学）；University of California, Davis（加州大学戴维斯分校）；University of Southern California（南加州大学）
本文通过FIREbox模拟研究再电离后宇宙中星系形成的机制，发现冷致密气体和晕浓度对星系形成有促进作用，并指出星系形成可能在z=2时发生。
2025-12-08 astro-ph.GA
Reionization and its sources
本文综述宇宙再电离的物理过程、首批恒星与吸积黑洞等电离源，以及CMB、Lyman-α、高红移星系和21 cm观测途径。
2025-02-17 astro-ph.CO astro-ph.GA
Star formation histories of UV-luminous galaxies at $z \simeq 6.8$: implications for stellar mass assembly at early cosmic times
$z\gtrsim6$星系的恒星形成历史（SFH）的多样性为早期恒星形成提供了重要的见解，但一直难以系统地量化。一些观测表明，许多$z\sim6-9$星系主要是由$\gtrsim200$ Myr恒星群体，这意味着在$z\gtrsim9$有显著的恒星形成，而另一些发现，大多数再电离时代的星系是$\lesssim10$ Myr，与很少的$z\gtrsim9$恒星形成相一致。在这里，我们量化的紫外亮（$-22.5\lesssim M_{UV}\lesssim-21$）星系的年龄分布的颜色选择位于$z\simeq6.6-6.9$，一个理想的红移范围，系统地研究与地面天文台和斯皮策的再电离时代的星系的SFH。我们推断星系属性与两个SED建模代码和比较结果，发现恒星质量在很大程度上是不敏感的模型，但推断的年龄可以变化的数量级。我们推断的年龄分布假设一个简单的，参数SFH模型，发现一个中位数年龄$\sim30-70$百万年取决于SED模型。我们量化了$\leq10$ Myr和$\geq250$ Myr星系的分数，发现这些系统分别占人口的$\sim15-30$ %和$\sim20-25$ %。在一个灵活的SFH模型中，SFH的形状与简单模型所暗示的一致（例如年轻星系具有快速上升的SFH）。然而，恒星的质量可能会有很大的不同，年轻系统的质量有时会比柔性SFH大一个数量级以上。我们量化这些结果的影响$…
2023-01-03 astro-ph.GA
AGN jets versus accretion as reionization sources
宇宙再电离结束了重组时代之后的黑暗时代。观测结果似乎支持这样的假设，即在低质量星系中产生光子的大质量恒星是大部分再电离的原因。尽管活动星系核（AGN）的吸积盘可能有贡献，但目前认为它们在再电离中的作用很小。我们的目的是研究活动星系核不仅通过其吸积盘，而且通过来自活动星系核喷流与IGM相互作用的电离光子来促进再电离的可能性。我们采用了经验推导的活动星系核光度函数在$z\simeq6$，使用X射线观测来校正它的存在的遮蔽源，并估计喷射活动星系核的密度。然后，我们使用分析计算来推导出进入电离光子的喷射能量的比例。最后，我们计算了活动星系核喷流对红移$z\simeq15-5$处H Ⅱ体积填充因子的贡献。结果表明，在最有利的喷流和遮蔽率条件下，活动星系核喷流瓣对宇宙$z\sim6$再电离的贡献可能高达恒星形成星系的$\gtrsim 10$ %.活动星系核对再电离的贡献，虽然很可能不是主要的，但可能比以前假设的要高，这要归功于源自喷流叶的辐射。
2020-01-31 astro-ph.CO astro-ph.GA
Astraeus VII: The environmental-dependent assembly of galaxies in the Epoch of Reionization
利用ASTRAEUS（semi-numerical rAdiative tranSfer coupling of galaxy formationand Reionization in N-body dark matter simulation）框架，研究了在再电离时期，环境密度和辐射反馈对星系及其宿主晕的聚集的影响。ASTRAEUS框架允许我们研究具有质量（$\rm 10^{8.2}M_\odot < M_{\rm h} < 10^{13}M_\odot$）的星系在各种环境（$-0.5 < {\rm log}(1+δ) < 1.3$在$(2~{\rm cMpc})^3$上的平均值）中的演化。我们发现：（i）存在依赖于质量和红移的“特征”环境（${\rm log} (1+δ_a(M_{\rm h}, z)) = 0.021\times (M_{\rm h}/M_\odot)^{0.16} + 0.07 z -1.12$，直到$z\sim 10$）星系在吸积暗物质方面最有效的速度，例如在$z=5$每百万年以$0.2\%$的速度吸积暗物质;（二）其他事项次要和主要合并的数量及其对暗物质组装的贡献在所有红移处都随着晕质量的增加而增加，并且大多独立于环境;（iii）在$z=5$，小型合并的贡献略大（iv）在低质量星系中，辐射反馈对恒星形成的抑制作用更强（$M_{\rm h} \lesssi…
2022-12-15 astro-ph.GA
Constraining the epoch of reionization from the observed properties of the high-z Universe
我们结合观测数据的十几个独立的宇宙属性在高$z$的信息再电离从遥远的光源和宇宙微波背景（CMB）的光谱来约束的星系和星系际介质的相互关联的演化，因为黑暗时代。唯一可接受的解决方案集中在两个狭窄的集合。在其中一个星系中，再电离过程分为两个阶段：第一阶段由第三星族恒星驱动，在$z\sim 10$完成，经过一个短暂的重组期后，第二阶段由正常星系驱动，在$z\sim 6$完成。在另一组中，两种源并行工作，直到在$z\sim 6$完全再电离。最好的解决方案与双重再电离提供了极好的适合所有观测到的宇宙历史，但CMB光学厚度是3- $σ$大于最近的估计从普朗克数据。或者，最好的解决方案与单一再电离给不太好的适合所观察到的恒星形成率密度和冷气体质量密度的历史，但CMB的光学深度是一致的估计。我们做了几个预测，测试与未来的观察，应该区分两个再电离的情况。作为一个副产品，我们的模型提供了一个自然的解释，在高$z$的宇宙性质的一些特征，以及球状星团的起源。
2016-11-14 astro-ph.CO astro-ph.GA
Stellar Properties of z ~ 8 Galaxies in the Reionization Lensing Cluster Survey
在宇宙年龄小于10亿年时，对星系恒星性质的测量产生了一些关于恒星形成开始的唯一观测约束。我们在这里介绍的\textit{Spitzer} /IRAC成像光谱能量分布拟合的七个最高的红移星系的候选人从\emph{Hubble Space Telescope}成像的再电离透镜星系团巡天（MANICS）选择。我们发现，对于6/8的\textit{HST}选择的$z\gtrsim8$源，在包含\textit{Spitzer}通量后，$z\gtrsim8$解决方案仍然强烈优于$z\sim$ 1-2解决方案，并且两个更喜欢$z\sim 7$解决方案，我们推迟到稍后的分析。在我们的样本中，我们发现了一个广泛的内禀恒星质量（$5\times10^6 M_{\odot}$-$4\times10^9$ $M_{\odot}$），恒星形成率（0.2-14 $M_{\odot}\rm yr^{-1}$）和年龄（30-600百万年）。特别令人感兴趣的是Abell 1763 -1434，它显示了$z\sim8$恒星演化的证据，这意味着它的第一代恒星形成发生在大爆炸后的$< 100$ Myr。SPT 0615-JD，一个空间分辨的$z\sim10$候选者，仍然保持着它的高红移，得到了深\textit{Spitzer} /IRAC数据的支持，也显示了一些演化恒星种群的证据。即使这些$z \gtrsim 8$候选者…
2019-05-22 astro-ph.GA
The Cosmic Web Around The Brightest Galaxies During The Epoch Of Reionization
在高红移时最明亮的星系通常被认为是在数量密度相当的大质量暗物质晕中，因此位于超密度/原星系团的中心。我们评估这一假设的有效性，通过调查周围的最明亮的星系集群填充宇宙网的红移$z\sim8-9$通过半解析建模和蒙特卡罗模拟的模拟哈勃太空望远镜WFC 3观测相结合。我们的方法的创新之处在于，在星系光度与晕质量的关系中加入了对数正态散射参数$Σ$，将广泛用于低红移的条件光度函数框架扩展到高$z$。我们的分析表明，$Σ$的值越大，在一个给定的体积最明亮的源是托管在最大质量的晕，因此较弱的邻居的过密度。我们推导出一个最小值的$Σ$作为红移的函数，考虑随机性的晕组装时间，这会影响我们的模拟星系的年龄和恒星形成率。我们发现，$Σ_{min}(z)\sim0.15-0.3$，与$Σ_{min}$增加与红移作为一个结果，较短的晕组装周期在较高的红移。目前的观测（$m_{AB}\sim27$）的环境光谱确认明亮的来源在$z>7.5$没有显示出强有力的证据集群，并与我们的建模预测$Σ\geqΣ_{min}$。更深入的未来观测达到$m_{AB}\sim28.2-29$将有机会清楚地量化集群强度，从而限制$Σ$，调查在早期宇宙中驱动恒星形成的物理过程。
2018-02-19 astro-ph.GA
A Census of the LyC Photons that Form the UV Background During Reionization
我们提出了一种新的，在飞行中的光子通量和吸收示踪剂算法，旨在直接测量不同的源人口的metagalactic紫外线背景和电离部分的气体在宇宙中的贡献。我们使用一套多频辐射流体动力学模拟，仔细校准重现一个现实的再电离历史和星系属性在$z \ge 6$，解开不同质量晕和恒星发射的光子的贡献不同的金属和年龄的紫外线背景再电离。虽然在非常早期的宇宙时期，低质量的贫金属晕提供了大部分的LyC光子，但它们的贡献随着时间的推移而稳步下降。在$z = 6$，大质量系统（${\rm M_{halo}}/{\rm M_\odot} > 10^{10} \, {\rm h ^{-1}}$）和富金属恒星（$10^{-3} < Z/Z_{\rm \odot} < 10^{-1.5}$）发射的光子对电离紫外背景的贡献最大。我们证明，有很大的变化，逃逸分数取决于源，逃逸分数最高（$\sim 45-60\%$）的光子发射的最古老的恒星，穿透到IGM通过低不透明度的通道雕刻的电离光子和超新星从年轻的恒星。在HII区域开始重叠之前，光电离率在不同的孤立的HII气泡之间强烈波动，这取决于嵌入的电离源，我们认为这可能会导致矮星系性质的空间变化。
2018-05-31 astro-ph.CO astro-ph.GA
The relative and absolute ages of old globular clusters in the LCDM framework
银河系中古老的球状星团（GC）的年龄大约为13 Gyr，它们的形成时间在再电离时期。我们提出了一个新的方案，形成这些系统的基础上合并的两个或两个以上的原子冷却晕在高红移（z>6）。第一代恒星是在一个小晕中心的强烈爆发中形成的，该小晕在其冷却时间尺度（~ 1.5亿年）内经历了一次大合并，并在氢冷却阈值（晕质量M_h~10^8 Msun）以上增长。随后的小合并和持续的气体注入在晕中心带来了新的原始气体供应，创造了可能引发新的恒星形成事件的条件。在主星系晕的组装过程中，GC周围的暗物质晕被剥离。小晕合并是有效的，只有在一个很短的红移窗口，设置的LCDM参数，使我们能够作出强有力的预测年龄分布的老GC。从宇宙学模拟中，我们得到平均合并红移<z>=9，窄分布Dz=2，这意味着平均GC年龄<t_age>=13.0+/-0.2 Gyr，包括~0.2 Gyr的恒星形成延迟。定性地说，我们的方案再现了其他一般的旧GC性质（特征质量和物体数量，金属丰度与银河中心半径的关系，径向分布），但与年龄不同，这些通常取决于重子物理学的细节。除了改进的年龄测量，在z~10的模型的直接验证可能是在詹姆斯韦伯太空望远镜的超深引力透镜观测范围内。
2015-07-07 astro-ph.GA
The nature of an ultra-faint galaxy in the cosmic Dark Ages seen with JWST
利用JWST和引力透镜，研究光谱确认了宇宙黑暗时代极低光度星系JD1（z=9.79），揭示其致密复杂形态、低恒星质量与亚太阳金属丰度，为暗弱星系主导宇宙再电离提供关键证据。
2023-05-17 astro-ph.GA
The high-redshift Universe with Spitzer
星系是什么时候开始形成恒星的？遥远星系在星系形成模型和再电离时代中扮演什么角色？在典型的恒星形成星系中，红移>~4的条件是什么？为什么星系的演化依赖于环境？斯皮策太空望远镜是解决这些问题的关键工具。准确了解恒星质量、年龄和恒星形成速率需要测量静止坐标系的光学（和紫外）光，只有斯皮策能够探测足够大样本的典型星系的高红移。这些科学目标中的许多是詹姆斯韦伯太空望远镜的主要科学驱动力，斯皮策为我们提供了第一次探索。
2020-05-14 astro-ph.GA
REBELS-IFU: Spatially Resolved Ionizing Photon Production Efficiencies of 12 Bright Galaxies in the Epoch of Reionization
Universitat de València（瓦伦西亚大学）；Instituto de Física de Cantabria（坎塔布里亚物理研究所）；Academia Sinica（中央研究院）；Universidad Diego Portales（迭戈·波特莱斯大学）；Leiden University（莱顿大学）；The University of Manchester（曼彻斯特大学）；University of Western Australia（西澳大利亚大学）
研究通过JWST观测测量12个高红移星系的离子化光子生产效率，发现其与恒星形成率、表面密度等参数存在强相关性，并推断再电离时期的离子化气泡大小。
2026-02-11 astro-ph.GA
A merger-driven scenario for clumpy galaxy formation in the epoch of reionization: Physical properties of clumps in the FirstLight simulation
The University of Tokyo（东京大学）；Kavli Institute for the Physics and Mathematics of the Universe (WPI), UT Institute for Advanced Study, The University of Tokyo（宇宙物理与数学 Kavli 研究所（WPI），UT 高等研究院，东京大学）；Research Center for the Early Universe, School of Science, The University of Tokyo（东京大学理学部早期宇宙研究中心）
通过FirstLight模拟研究再电离时期恒星合并驱动的星系团形成，发现星系团主要由恒星合并形成，具有不同年龄和恒星形成率特征。
2024-09-08 astro-ph.GA
On the Reionization-Era Globular Cluster in Low-Mass Galaxy Eridanus II
本文利用 Hubble Space Telescope 档案数据测量了低质量星系 Eridanus II 及其球状星团的恒星形成历史与性质，发现两者均为再电离时期遗迹，并指出考古学研究是探测此类低质量系统星团形成的唯一途径。
2023-03-20 astro-ph.GA
The inhomogenous reionization of the inter-galactic medium by metal-poor globular clusters
我们提出了详细的辐射转移模拟的再电离历史的银河系的贫金属球状星团。我们确定潜在的金属贫球状星团候选人在宝瓶座模拟使用暗物质晕速度色散。我们通过光子守恒的三维非平衡化学代码计算局部电离场，并允许模型传播到今天。该模型的主要特点是，如果局部气体被电离，则球状星团的形成被抑制。我们发现，我们的电离场的空间处理导致显着不同的数字和空间分布相比，球状星团的形成是简单地截断在一个给定的红移模型。我们发现，它是可能的贫金属球状星团已形成通过暗物质晕形成通道作为我们的第二个模型（延迟形成）结合截断在z = 10产生的径向分布与银河系贫金属球状星团的统计一致。如果球状星团确实形成于高红移的暗物质晕中，即使只是部分形成，它们对红移10的局部（即以主星系为中心的2^3 h^-3 Mpc ^3）体积和质量的再电离的贡献可能分别高达98%和90%。在我们的光子最贫穷模型中，这种贡献下降到60%和50%。所有模型中幸存的星团都有一个狭窄的平均年龄范围（平均值= 13.34 Gyr，σ= 0.04 Gyr），与目前对银河系贫金属球状星团的年龄估计一致。我们还测试了一个简单的动力学破坏模型，并估计约60%的贫金属球状星团形成在高红移已被摧毁，通过潮汐与宿主星系的相互作用。
2012-09-26 astro-ph.CO astro-ph.GA
The THESAN-ZOOM project: Population III star formation continues until the end of reionization
本文利用 THESAN-ZOOM 项目的 14 个高分辨率缩放模拟，发现第三星族恒星在低质量晕中持续形成至再电离结束的红移 $z=5$，其残骸主要存在于大晕的卫星星系中，为解释詹姆斯·韦伯空间望远镜观测提供了理论依据。
2025-06-20 astro-ph.GA
Beacons into the Cosmic Dark Ages: Boosted transmission of Ly$α$ from UV bright galaxies at $z \gtrsim 7$
最近探测到来自$z>7.5$星系的Lyman alpha（Ly $α$）发射有点出乎意料，因为在这个星系际介质（IGM）仍然高度中性的时代，以前没有探测到。但这些检测来自UV明亮的星系，它们优先生活在早期的过密度中，并且具有显着的多普勒频移Ly $α$线轮廓，从它们的星际介质（ISM）中出现，使它们受全球IGM状态的影响较小。再电离模拟和经验ISM模型相结合，我们表明，由于这两种效果，紫外明亮的星系在overdensities有$>2\times$更高的传输通过$z\sim7$ IGM比典型的场星系，这种增强的传输增强的中性分数的增加。增强的透射率不足以解释观测到的$M_\mathrm{UV} \lesssim -22$星系的高Ly $α$分数（Stark et al. 2017），这表明由于增强的生产和/或选择效应，这些星系发射的Ly $α$必须比预期的更强。尽管偏紫外明亮的星系居住在overdensities，我们显示LY $α$观测这些星系可以准确地测量全球中性氢分数，特别是当LY $α$从紫外暗淡的星系熄灭，使它们成为理想的候选人光谱后续到宇宙黑暗时代。
2018-04-12 astro-ph.CO astro-ph.GA
The Great Escape of ionizing photons during Cosmic Morning
Inter-University Centre for Astronomy and Astrophysics（国际天文学与天体物理中心）；Univ Lyon, Univ Lyon1, Ens de Lyon, CNRS, Centre de Recherche Astrophysique de Lyon UMR5574（里昂大学、里昂第一大学、巴黎高等师范学院里昂分校、法国国家科学研究中心、里昂天体物理研究中心）；Observatoire de Genève（日内瓦天文台）；Department of Physics & Waseda Research Institute for Science and Engineering, Faculty of Science and Engineering, Waseda University（早稻田大学理工学部物理系及理工学研究科）；Centre for Astrophysics Research, Department of Physics, Astronomy and Mathematics, University of Hertfordshire（赫特福德大学物理、天文与数学系天体物理研究中心）；Space Telescope Science Institute（太空望远镜科学研究所）；Department of Physics and Astronomy, Johns Hopkins University（约翰斯·霍普金斯大学物理与天文系）；School of Earth and Space Exploration, Arizona State University（亚利桑那州立大学地球与空间探索学院）；Minnesota State University-Mankato（明尼苏达州立大学曼卡托分校）
研究通过深紫外成像发现早期宇宙中离子化光子的直接证据，揭示了星际和星系际介质对离子辐射的高透明度，并提供了关于再电离起源的新约束。
2026-04-14 astro-ph.GA
The Effect of Warm Dark Matter on Early Star Formation Histories of Massive Galaxies: Predictions from the CROC Simulations
几个大质量（$M_{*} > 10^8 M_{\odot}$）、高红移（$z = 8-10$）星系最近被发现含有年龄为数亿年的恒星，将这些星系中恒星形成的开始推回到了$z\sim15$。如此早形成的恒星的存在可能是对小尺度能量被抑制的宇宙学模型（因此，宇宙结构形成较晚）的检验。我们探索年龄最古老的恒星在计算机上的宇宙再电离（CROC）项目的冷暗物质（CDM）和两个温暖的暗物质（WDM）宇宙学与3和6千电子伏粒子的数值模拟。在CDM和3keVWDM下，大质量星系的平均恒星年龄$\sim 5\;{\rm Myr}$存在显著差异，而CDM和6keVWDM下的大质量星系的平均恒星年龄$\sim 5\;{\rm Myr}$在统计上没有区别。然而，即使是这500万年的差异，也远远小于目前观测高红移星系的恒星星族特性的不确定性。所有宇宙学中所有星系的年龄分布都没有产生实质性的巴耳末破裂，尽管尘埃衰减的不确定性是一个潜在的重要因素。最后，我们评估了我们的模拟预测的收敛性，发现单个星系属性的系统不确定性与宇宙学之间的差异相当，这表明这些差异在数值上可能不稳定。
2021-05-31 astro-ph.CO astro-ph.GA
A JWST/NIRCam Study of Key Contributors to Reionization: The Star-forming and Ionizing Properties of UV-faint $z\sim7-8$ Galaxies
本文利用 CEERS JWST/NIRCam 数据研究 116 个 UV 暗弱 z~7-8 星系，发现其比恒星形成率显著高于 UV 明亮星系，并具有高电离效率，同时识别出富尘埃子样本，为理解再电离贡献提供了新证据。
2023-06-22 astro-ph.GA
High-redshift 21cm Cosmology in Canada
在接下来的几年里，这条21厘米的线将使我们能够直接观测到黑暗时代、宇宙黎明和再电离，这些都是我们宇宙历史上以前未被探索过的时期。结合天空平均全球信号测量和空间测绘调查，可能的科学回报是巨大的。这可能包括（但不限于）对第一代星系的约束（如它们的典型质量和光度），对宇宙学参数的约束，在z~15到20处测量哈勃参数，消除CMB中的光学深度讨厌参数，以及寻找奇异现象，如重子-暗物质耦合。为了使加拿大在这些科学机会中继续保持领导地位，我们建议：1）继续投资于所有红移的21厘米实验，2）对当前数据进行详细分析，以克服系统效应，3）对初步实验进行新的投资，以探索真正的低频天空，作为迈向黑暗时代的垫脚石，4）对21厘米线以外的线强度测绘实验进行新的投资，5）继续为21厘米宇宙学提供理论支持，6）继续参与下一代国际努力，如平方公里阵列。
2019-10-08 astro-ph.CO astro-ph.GA
The MAGPI Survey: Insights into the Lyman-alpha line widths and the size of ionized bubbles at the edge of cosmic reionization
本研究基于MAGPI巡天的VLT/MUSE光谱与HSC测光数据，分析了z=5.5-6.6的莱曼α发射体的线宽、电离泡大小等性质，揭示了线宽与光度、电离泡半径的关联及电离光子产生效率的特征，并发现一对共处于大电离区的近距LAE。
2024-11-04 astro-ph.GA
A new prescription for the spectral properties of population III stellar populations
本文利用 GALSEVN 模型刻画 EoR 极低金属丰度 Pop III 恒星族群的光谱、电离光子与超新星性质，并评估双黑洞引力波可探测性。
2025-02-19 astro-ph.GA astro-ph.HE
Bound star clusters observed in a lensed galaxy 460 Myr after the Big Bang
本文利用JWST观测宇宙宝石弧，在其中分辨出五个约1 pc大小、质量约10^6太阳质量的年轻星团，提出它们可能是原球状星团，并表明星团形成与反馈在再电离时期塑造了星系性质。
2024-06-12 astro-ph.GA
Signatures of Very Massive Stars in the Epoch of Reionization
University of Geneva（日内瓦大学）；Université de Montpellier（蒙彼利埃大学）
利用JWST/NIRSpec超深光谱观测两个z~8.7星系，发现极强P-Cygni轮廓和宽HeII发射线，通过与包含特大质量恒星（VMS）的模型对比，证明VMS在早期宇宙中普遍存在，并显著影响星系电离光子产出。
2026-06-16 astro-ph.GA astro-ph.SR
On the nature of the Milky Way satellites
我们结合了一系列的高分辨率模拟与半解析星系形成模型，遵循类似银河系及其卫星的系统的演变。半解析模型是基于千年模拟开发的，并成功地再现了大尺度星系的属性，以及银河系的属性。在这个模型中，我们能够通过防止Vvir < 16.7 km/s（即原子氢冷却极限）的晕冷却并包括宇宙再电离的影响来重现银河系周围卫星的光度函数。我们的模型卫星的物理特性（例如平均金属丰度、年龄、半光半径和质光比）与最新的观测测量结果非常一致。我们没有发现强烈的依赖于超新星反馈的具体实施，但一个计划，这是更有效的嵌入在较小的晕，即浅势阱的星系，给出了更好的协议与超微弱的卫星的属性。我们的模型预测，最明亮的卫星与最大质量的subhaloes，吸积后（z $\lta$ 1），并延长了恒星形成的历史，只有1%的恒星的再电离结束。另一方面，最暗的卫星在早期就被吸积，主要由年龄> 10 Gyr的恒星组成，其中一些在再电离完成之前形成了大部分恒星。与经典MW卫星的亮度相媲美的对象与暗物质subhaloes与峰值圆速度$\gta$ 10公里/秒，在协议的最新限制。
2010-01-18 astro-ph.CO astro-ph.GA
Lyman and Balmer breaks reveal mature z=8 galaxies with the code Pegase.3
z=8星系样本（EGSY-2008532660，EGS-zs 8 -1，EGS-zs 8 -2），用HST和Spitzer/IRAC观测，因其非典型的[3.6]-[4.5]mum IR过量而被选中。观测的最佳拟合是在代码Pegase.3的帮助下，利用多个连续的紫外-远红外光谱能量分布（SED）库处理的（Fioc和Rendez-Volmerange，2018年，提交给AA）。主要结果如下：i）红外线过剩是由于星系年龄为450-500 Myrs的红巨星的巴耳末破裂，ii）质量很高：[7]恒星质量为10^10兆太阳，星系质量为10^11兆太阳，3 10^8 Msun的尘埃质量iii）他们正在探测成熟（没有星爆）星系，只有模拟的球状（没有螺旋）的几何形状和恒星形成历史（SFH）的大规模椭圆形。星系GN-z11不受巴尔末带观测的限制，是一致的。这些结果限制了大质量椭圆星系的快速有效形成，这与早期盘旋星系明显不同，以及宇宙的再电离
2018-12-11 astro-ph.GA
MOSAIC on the ELT: high-multiplex spectroscopy to unravel the physics of stars and galaxies from the dark ages to the present-day
先进的多目标光谱仪MOSAIC与世界上最大的望远镜ELT的强大组合将使我们能够比以往更深入地探索宇宙。MOSAIC是一种非常有效的仪器，可以提供宇宙中众多微弱来源的光谱，包括第一个星系和宇宙再电离源。MOSAIC在NIR和VIS中具有高度的多重性，以及NIR中的多个积分现场单元（多IFU）。正因为如此，它非常适合于对z=3-4的星系晕中的冷-暖气相中的暗物质（从旋转曲线）和重子进行清点。MOSAIC将能够详细绘制z=3时的星系际介质，哈勃时间内矮星系的演化历史，直接测量恒星的化学物质，最高可达几Mpc。最后，它将测量在星团引力透镜或附近星系晕周围的流中看到的所有微弱特征，使MOSAIC成为一种具有极大发现空间的强大仪器。MOSAIC的初步设计预计将于明年开始，鉴于该小组进行的仪器研究，其准备程度已经很高。
2021-02-12 astro-ph.GA astro-ph.IM astro-ph.SR
Exploring the Dark Age: Star and Galaxy formation in the Early Universe
本研究探讨了宇宙黑暗时代的星系际介质热力学、分子氢冷却与引力坍缩，分析了Ly$α$和[C II]发射线作为早期星系演化诊断手段的作用，为解释高红移观测提供了理论框架。
2024-12-21 astro-ph.CO astro-ph.GA
Local Group star formation in warm and self-interacting dark matter cosmologies
暗物质的性质可以影响暗物质晕的坍缩时间，因此可以在诸如矮星系的恒星星族年龄和恒星形成历史等可观测数据中留下印记。本文利用EAGLE星系形成程序对冷暗物质（CDM）、无菌中微子暖暗物质（WDM）和自相互作用暗物质（SIDM）模型中的局域群模拟（LG）体积进行了高分辨率的流体动力学模拟，研究了星系形成时间随暗物质模型的变化。我们能够在不同的模拟中识别相同的晕，因为它们具有相同的初始密度场相位。我们发现星系的恒星质量系统地依赖于分辨率，并且在给定的暗物质质量的晕中可以相差多达两倍。SIDM中恒星星族的演化与CDM基本相同，但在WDM中，早期恒星形成被抑制。与CDM模型相比，WDM模型中LG晕通过原子冷却开始形成恒星的时间延迟了$\sim$ 2亿年。为了利用这些观测数据来区分不同的暗物质模型，有必要测量古老星族的恒星年龄，精确度要超过1亿年，并通过再电离的红移--以及潜在的其他重子过程--来解决简并问题。
2020-09-25 astro-ph.CO astro-ph.GA hep-ph
Star Formation in the Ultraviolet
随着JWST的发射和即将安装的超大型望远镜，我们宇宙中的第一个星系将最终被揭示。它们的光将由大质量恒星主导，这些恒星在电磁波谱的紫外线（UV）部分达到峰值。恒星的形成是我们宇宙演化的关键驱动力。在年轻的时候，在1000万年内，高质量和低质量的恒星都会产生复杂的紫外线发射过程，这一过程目前还不清楚，但对于解释高红移线发射至关重要。出于这些原因，哈勃太空望远镜（HST）将投入1000个轨道，以获得一个年轻恒星紫外遗产库作为基本标准（ULLYSES）。本概述的目的是概述驱动紫外线发射过程的基本物理原理，（在100秒差距内）恒星形成，从巨大的恒星形成复合体包含数百个大质量和超大质量恒星（VMS），如剑鱼座30从邻近的麦哲伦星云（距离只有50千秒差距）中的蜘蛛星云（Tarantula Nebula），到远近的星系，直到宇宙再电离的时代。
2020-05-14 astro-ph.GA astro-ph.HE astro-ph.SR
