إعادة تسخين الكون والسكان الثالث

نلاحظ أن الأدلة الرصدية الحالية تدعم بقوة إعادة التركيب التقليدي للمادة المتأينة بعد الانزياح الأحمر z=1200، تليها إعادة التأين قبل الانزياح الأحمر z=5 ونحسب كيف كان من الممكن أن يحدث ذلك في سيناريو قياسي لنمو الهيكل. من خلال توسيع الأعمال شبه التحليلية السابقة، نظهر من خلال محاكاة عددية مباشرة بدقة عالية (لنموذج CDM+لامبدا المعدل بواسطة COBE) أن إعادة التسخين ستحدث في الفترة 15>z>7، تليها إعادة التأين ويرافقها زيادة كبيرة في كتلة جانز. ومع ذلك، فإن تطور كتلة جانز لا يؤثر بشكل كبير على تكوين النجوم في كتل غازية كثيفة محمية ذاتيًا، التي تنفصل عن التطور الحراري لبقية الكون. في المتوسط، يتتبع نمو كتلة جانز نمو مقياس الكتلة غير الخطية، والتي نعتقد أن السبب فيها هو تأثيرات التغذية الراجعة غير الخطية. يؤدي التبريد على الهيدروجين الجزيئي إلى انفجار في تكوين النجوم قبل إعادة التسخين والذي ينتج نجوم من السكان الثالث مع Omega_* تصل إلى 10^-5.5 و Z/Zₛun تصل إلى 10^-3.7 بحلول z=14. بعد ذلك، يتباطأ تكون النجوم مع استنفاد الهيدروجين الجزيئي بسبب التدمير الضوئي وارتفاع درجة الحرارة. في أوقات لاحقة، z<10، عندما تصل درجة الحرارة الفيرالية النموذجية لكتل الغاز إلى 10,000 درجة، يزيد تكوين النجوم مرة أخرى مع كفاءة تبريد خط الهيدروجين. الكائنات التي تحتوي على نجوم من السكان الثالث تجمع الكتلة مع مرور الوقت، وبمجرد أن تصل إلى درجة حرارة فيرالية تبلغ 10,000 كلفن، تشارك في تكوين نجوم من جديد وتتحول إلى كائنات عادية من السكان الثاني التي تحتوي على مكون قديم فقير من المعدن من السكان الثالث.