Bursting Sternbildung erklärt natürlich die Häufigkeit heller Galaxien bei kosmischer Morgendämmerung

Zusammenfassung Jüngste Entdeckungen einer signifikanten Population heller Galaxien bei kosmischer Morgendämmerung z ≳ 10 haben entscheidende Tests kosmologischer Galaxienbildungsmodelle ermöglicht. Insbesondere scheint das helle Ende der UV-Luminositätsfunktionen (UVLFs) der Galaxien höher zu sein, als von vielen Modellen vorhergesagt. Mit etwa 25.000 Galaxien-Schnappschüssen bei 8 ≤ z ≤ 12 in einer Reihe von FIRE-2 kosmologischen „Zoom-in“-Simulationen aus dem Projekt Feedback in Realistic Environments (FIRE) zeigen wir, dass die beobachtete Häufigkeit von UV-hellen Galaxien bei kosmischer Morgendämmerung in diesen Simulationen mit einer Multikanal-Implementierung standardmäßiger stellare Rückkopplungsprozesse ohne Feinabstimmung reproduziert wird. Bemerkenswert ist, dass wir keinen Bedarf sehen, zuvor vorgeschlagene Modifikationen wie eine nichtstandardisierte Kosmologie, eine top-schwere stellare Anfangsmassefunktion oder eine stark erhöhte Sternentstehungseffizienz heranzuziehen. Wir kontrastieren die UVLFs, die durch burstende Sternbildung in diesen Originalsimulationen vorhergesagt werden, mit denen, die aus der history der Sternentstehung (SFHs) resultieren, die über vorgeschriebene Zeitmaßstäbe (z. B. 100 Mio. Jahre) geglättet sind. Der Vergleich zeigt, dass die stark zeitvariablen SFHs, die von den FIRE-Simulationen vorhergesagt werden, eine Schlüsselrolle bei der korrekten Reproduktion der beobachteten, hellen UVLFs bei kosmischer Morgendämmerung spielen: die burstenden SFHs induzieren Größenordnungsänderungen in der Häufigkeit von UV-hellen (M UV ≲ −20) Galaxien bei z ≳ 10. Die vorhergesagten hellen UVLFs stimmen sowohl mit der spektroskopisch bestätigten Population als auch mit den fotometrisch ausgewählten Kandidaten überein. Wir finden auch eine gute Übereinstimmung zwischen den vorhergesagten und den beobachtungsbasierten integrierten UV-Luminositätsdichten, die sich in FIRE schwächer mit dem Rotverschiebung entwickeln als von einigen anderen Modellen vorgeschlagen.