Evolution of Intergalactic Gas in the Neighborhood of Dwarf Galaxies and Its Manifestations in the HI 21 cm Line


Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Low-mass galaxies are known to have played the crucial role in the hydrogen reionization in the Universe. In this paper we investigate the contribution of soft x-ray radiation (E ~ 0.1–1 keV) from dwarf galaxies to hydrogen ionization during the initial reionization stages. The only possible sources of this radiation in the process of star formation in dwarf galaxies during the epochs preceding the hydrogen reionization epoch are hot intermediate-mass stars (M ~ 5–8 M) that entered the asymptotic giant branch (AGB) stage and massive x-ray binaries. We analyze the evolution of the intergalactic gas in the neighborhood of a dwarf galaxy with a total mass of 6 × 108M formed at the redshift of z ~ 15 and having constant star-formation rate of 0.01–0.1 M yr−1 over a starburst with a duration of up to 100 Myr. We show that the radiation from AGB stars heats intergalactic gas to above 100 K and ensures its ionization xe ≳ 0.03 within about 4–10 kpc from the galaxy in the case of a star-formation rate of star formation 0.03–0.1 M yr−1, and that after the end of the starburst this region remains quasi-stationary over the following 200–300 Myr, i.e., until z ~ 7.5. Formation of x-ray binaries form in dwarf galaxies at z ~ 15 results in a 2–3 and 5–6 times greater size of the ionized and heated region compared to the case where ionization is produced by AGB stars exclusively, if computed with the “x-ray luminosity–star-formation rate” dependence (LX ~ fXSFR) factor fX = 0.1 and fX ~ 1, respectively. For fX ≲ 0.03 the effect of x-ray binaries is smaller that that of AGB star population. Lyα emission, heating, and ionization of the intergalactic gas in the neighborhood of dwarf galaxies result in the excitation of the 21 cm HI line. We found that during the period of the starburst end at z ~11.5–12.5 the brightness temperature in the neighborhood of galaxies is 15–25 mK and the region where the brightness temperature remains close to its maximum has a size of about 12–30 kpc. Hence the epoch of the starburst end is most favorable for 21 cm HI line observations of dwarf galaxies, because at that time the size of the region of maximum brightness temperature is the greatest over the entire evolution of the dwarf galaxy. In the case of the sizes corresponding to almost 0.’1 for z ~ 12 regions with maximum emission can be detected with the Square Kilometre Array, which is currently under construction.

Ключевые слова

Об авторах

E. Vasiliev

Southern Federal University; Special Astrophysical Observatory

Автор, ответственный за переписку.
Email: eugstar@mail.ru
Россия, Rostov-on-Don, 344090; Nizhnii Arkhyz, 369167

M. Ryabova

Southern Federal University

Email: eugstar@mail.ru
Россия, Rostov-on-Don, 344090

Yu. Shchekinov

Lebedev Physical Institute; Raman Research Institute

Email: eugstar@mail.ru
Россия, Moscow, 199911; Bangalore, 560 080

S. Sethi

Raman Research Institute

Email: eugstar@mail.ru
Индия, Bangalore, 560 080

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML

© Pleiades Publishing, Ltd., 2018

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».