博士生一作!顶尖大学,发Science
对早期宇宙中星系形成的模拟表明,低质量星系是通过来自银河系周围介质(CGM)和星系间介质(IGM)的气体的直接吸积而生长的。
模拟和观测都表明,处于低质量暗物质晕中的星系具有晕质量Mh<1012太阳质量的星系(M☉) ,可以在~104 K的温度下吸积气体流。
这些气体流通过原始气体(几乎不含比氦重的元素)的丝状网络将星系与周围的CGM和IGM连接起来。
气体沿着这些流的传输防止了它在落入暗物质晕的势阱时受到冲击加热,因此这一过程被称为“冷模式”吸积。
冷模式吸积可以解释高红移星系的高恒星形成率和星系晕角动量随时间的增加。
尽管原始气体预计会发生冷模式吸积,但富金属气体(元素丰度高于氦的气体,称为其金属性)的预测有所不同。宇宙学模拟预测了Mh>1012 M☉星系周围可能观测到的富含金属的CGM数量。
由于富含金属的CGM气体比原始气体更有效地冷却,富含金属的吸积(再循环流入)可以提供额外的气体,并提高大质量晕中星系的SFR(Mh>1012 M☉) 在红移z>2时。
对背景源吸收线的观测表明,星系周围存在富含金属的CGM,但这些只能在单个点提供信息。为了确定CGM气体的空间分布,需要研究其发射线。
Lyα、He II和C IV发射的一维光谱(图源自Science )
光谱观测表明,MAMMOTH-1内的星系群具有与CGM定性一致的红移梯度。这表明星系群的大尺度轨道角动量与CGM角动量一致。
任何在G-2周围移动的卫星星系都可以将角动量传递给富集的冷CGM气体,然后这些气体以吸气流的形式流回星系。
然后,CGM气流将引发冲击,通过管线发射促进气体冷却。根据再循环气体的估计流入速率,再循环的流入可以维持G-2在这次红移时的恒星形成。
来源:综合整理自iNature
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