Gas clump formation via thermal instability in high-redshift dwarf galaxy mergers
Gas clump formation via thermal instability in high-redshift dwarf galaxy mergers
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高红移矮星系合并中热不稳定性导致气体团块的形成
DOI：
10.1093/mnras/sty122
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发表时间：
2018
影响因子：
4.8
通讯作者：
Nagamine Kentaro
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Arata Shohei;Yajima Hidenobu;Nagamine Kentaro
高红移矮星系中的恒星形成是了解早期宇宙中早期星系演化的关键。利用三维流体力学codegizmo，我们研究了相互作用矮星系中冷高密度气体云的形成机制，晕质量为~ 3 × 107M⊙，这可能是早期星团的形成地点。我们的模拟可以同时解析小于0.1 pc的星际介质结构和星系盘结构。我们发现冷气体云在激波后区域通过金属线冷却引起的热不稳定性形成，冷却时间短于星系动力学时间。冷云的质量函数在初始阶段几乎表现为幂律，并以热不稳定尺度为上限。我们发现一些云在~ 2 Myr内合并成质量更大的云，质量大于104M⊙。只有质量在103M⊙以上的大质量冷云，才能因为引力不稳定而持续坍缩，从而形成星团。我们发现，由于剪切流动程度的差异，在顺-顺合并的情况下，团块的形成比顺-逆合并的情况更有效。此外，我们还研究了云质量函数对金属丰度和氢丰度的依赖关系，发现低金属丰度（≤10−2Z⊙）或高氢丰度（≤10−3）的云团不能形成质量为> 103M⊙的大质量冷云。
Star formation in high-redshift dwarf galaxies is a key to understand early galaxy evolution in the early Universe. Using the three-dimensional hydrodynamics codegizmo, we study the formation mechanism of cold, high-density gas clouds in interacting dwarf galaxies with halo masses of ∼3 × 107M⊙, which are likely to be the formation sites of early star clusters. Our simulations can resolve both the structure of interstellar medium on small scales of ≲ 0.1 pc and the galactic disc simultaneously. We find that the cold gas clouds form in the post-shock region via thermal instability due to metal-line cooling, when the cooling time is shorter than the galactic dynamical time. The mass function of cold clouds shows almost a power-law initially with an upper limit of thermally unstable scale. We find that some clouds merge into more massive ones with ≳104M⊙within ∼ 2 Myr. Only the massive cold clouds with ≳ 103M⊙can keep collapsing due to gravitational instability, resulting in the formation of star clusters. We find that the clump formation is more efficient in the prograde–prograde merger than the prograde–retrograde case due to the difference in the degree of shear flow. In addition, we investigate the dependence of cloud mass function on metallicity and H2abundance, and show that the cases with low metallicities (≲10−2Z⊙) or high H2abundance (≳10−3) cannot form massive cold clouds with ≳103M⊙.
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影响因子：
64.8
作者：
A. Fabian;R. Johnstone;J. Sanders;C. Conselice;C. S. Crawford;J. Gallagher;E. I. O. Astronomy;Cambridge;U. Nottingham;U. Wisconsin
通讯作者：
A. Fabian;R. Johnstone;J. Sanders;C. Conselice;C. S. Crawford;J. Gallagher;E. I. O. Astronomy;Cambridge;U. Nottingham;U. Wisconsin
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DOI：
--
发表时间：
2014
期刊：
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--
作者：
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通讯作者：
B. Oppenheimer
DOI：
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--
作者：
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通讯作者：
H. Koyama;S. Inutsuka
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--
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通讯作者：
Vecchia Claudio Dalla
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--
发表时间：
2006
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--
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P. Hennebelle;E. Audit
通讯作者：
E. Audit