The contribution of globular clusters to cosmic reionization
The contribution of globular clusters to cosmic reionization
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球状星团对宇宙再电离的贡献
DOI：
10.1093/mnras/stab1132
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发表时间：
2021
影响因子：
4.8
通讯作者：
Boylan-Kolchin, Michael
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Ma, Xiangcheng;Quataert, Eliot;Wetzel, Andrew;Faucher-Giguère, Claude-André;Boylan-Kolchin, Michael
我们从现实环境中的反馈项目中研究了晕质量为Mhalo∼1010和(恒星质量M*∼107)atz=5的两个宇宙放大模拟中的电离光子逃逸分数(FESC)。这些模拟明确地解决了原始球状星团(GC)的形成问题，在星暴期间，17%-39%的恒星形成在束缚星团中。使用电离辐射的后处理蒙特卡罗辐射传递计算，我们计算了每个星系在∼100 MYR以上的恒星爆发期间形成的星系星和非星系星的辐射转移。我们发现，星团恒星和非星团恒星的平均寿命服从类似的分布。星系团在最初的几个MYR中往往有较低的fescc，可能是因为它们优先在更极端、高光学深度的环境中形成；后来随着反馈开始摧毁出生的云，fesces会增加。另一方面，在星系团复合体之间或在超气泡前面的压缩壳层中形成的一些非星系星也可以有很高的fesc。我们发现，星系星的平均寿命与非星系星相当。在我们的模拟中，这一结果在几个恒星形成模型中是稳健的。我们的结果表明，从原GC到宇宙再电离的电离光子的比例与高红移星系的星团形成效率相当，因此原GC可能贡献了相当大的比例的光子，但不是再电离的主要来源。
We study the escape fraction of ionizing photons (fesc) in two cosmological zoom-in simulations of galaxies in the reionization era with halo massMhalo∼ 1010and(stellar massM*∼ 107and) atz= 5 from the Feedback in Realistic Environments project. These simulations explicitly resolve the formation of proto-globular clusters (GCs) self-consistently, where 17–39 per cent of stars form in bound clusters during starbursts. Using post-processing Monte Carlo radiative transfer calculations of ionizing radiation, we computefescfrom cluster stars and non-cluster stars formed during a starburst over ∼100 Myr in each galaxy. We find that the averagedfescover the lifetime of a star particle follows a similar distribution for cluster stars and non-cluster stars. Clusters tend to have lowfescin the first few Myr, presumably because they form preferentially in more extreme environments with high optical depths; thefescincreases later as feedback starts to destroy the natal cloud. On the other hand, some non-cluster stars formed between cluster complexes or in the compressed shells at the front of a superbubble can also have highfesc. We find that cluster stars on average have comparablefescto non-cluster stars. This result is robust across several star formation models in our simulations. Our results suggest that the fraction of ionizing photons from proto-GCs to cosmic reionization is comparable to the cluster formation efficiencies in high-redshift galaxies and thus proto-GCs likely contribute an appreciable fraction of photons but are not the dominant sources for reionization.
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球状星团是否使宇宙重新电离
DOI：
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M. Ricotti
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Xiangcheng Ma;E. Quataert;A. Wetzel;P. Hopkins;C. Faucher-Giguère;D. Keres̆
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Xiangcheng Ma;E. Quataert;A. Wetzel;P. Hopkins;C. Faucher-Giguère;D. Keres̆
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Ma, Xiangcheng;Hopkins, Philip F;Boylan-Kolchin, Michael;Faucher-Giguère, Claude-André;Quataert, Eliot;Feldmann, Robert;Garrison-Kimmel, Shea;Hayward, Christopher C;Kereš, Dušan;Wetzel, Andrew
通讯作者：
Wetzel, Andrew