The first galaxies: Assembly of disks and prospects for direct detection

Astrophysical Journal

Volumn 731, Issue 1, 2011, Pages

  Pawlik, Andreas H ^a   Milosavljević, Miloš ^a   Bromm, Volker ^a  

^a The University of Texas at Austin   (United States)

Author keywords

cosmology: observations; galaxies: formation; galaxies: high redshift; hydrodynamics; intergalactic medium; stars: formation

Indexed keywords

EID: 79955040524     PISSN: 0004637X     EISSN: 15384357     Source Type: Journal    
DOI: 10.1088/0004-637X/731/1/54     Document Type: Article

References (199)

1. Abel, T., Bryan, G. L., & Norman, M. L. 2002, Science, 295, 93
2. Aguirre, A., Hernquist, L., Schaye, J., Weinberg, D. H., Katz, N., & Gardner, J. 2001, ApJ, 560, 599
3. Ahn, K. & Shapiro, P. R. 2007, MNRAS, 375, 881
4. Appleton, P. et al. 2009, arXiv:0903.1839
5. Barkana, R. & Loeb, A. 1999, ApJ, 523, 54
6. Barkana, R. & Loeb, A. 2001, Phys. Rep., 349, 125
7. Barkana, R. & Loeb, A. 2007, Rep. Prog. Phys., 70, 627
8. Bate, M. R. & Burkert, A. 1997, MNRAS, 288, 1060
9. Belokurov, V. et al. 2007, ApJ, 654, 897
10. Bigiel, F., Leroy, A., Walter, F., Brinks, E., de Blok, W. J. G., Madore, B., & Thornley, M. D. 2008, AJ, 136, 2846
11. Binney, J. & Tremaine, S., eds. 2008, Galactic Dynamics, 2nd ed. (Princeton, NJ: Princeton Univ. Press), 362
12. Birnboim, Y. & Dekel, A. 2003, MNRAS, 345, 349
13. Blumenthal, G. R., Faber, S. M., Primack, J. R., & Rees, M. J. 1984, Nature, 311, 517
14. Bond, J. R., Cole, S., Efstathiou, G., & Kaiser, N. 1991, ApJ, 379, 440
15. Bromm, V., Coppi, P. S., & Larson, R. B. 2002, ApJ, 564, 23
16. Bromm, V., Ferrara, A., Coppi, P. S., & Larson, R. B. 2001, MNRAS, 328, 969
17. Bromm, V. & Loeb, A. 2003, Nature, 425, 812
18. Bromm, V. & Larson, R. B. 2004, ARA&A, 42, 79
19. Bromm, V., Yoshida, N., Hernquist, L., & McKee, C. F. 2009, Nature, 459, 49
20. Brooks, A. M., Governato, F., Quinn, T., Brook, C. B., & Wadsley, J. 2009, ApJ, 694, 396
21. Cen, R. & Chisari, N. E. 2010, arXiv:1005.1451
22. Cen, R. & Haiman, Z. 2000, ApJ, 542, L75
23. Ciardi, B. & Ferrara, A. 2001, MNRAS, 324, 648
24. Ciardi, B. & Ferrara, A. 2005, Space Sci. Rev., 116, 625
25. Clark, P. C., Glover, S. C. O., Klessen, R. S., & Bromm, V. 2011, ApJ, 727, 110
26. Dalla Vecchia, C. & Schaye, J. 2008, MNRAS, 387, 1431
27. Dijkstra, M. 2009, ApJ, 690, 82
28. Dijkstra, M., Haiman, Z., Rees, M. J., & Weinberg, D. H. 2004, ApJ, 601, 666
29. Dijkstra, M., Haiman, Z., & Spaans, M. 2006, ApJ, 649, 14
30. Dijkstra, M., Lidz, A., & Wyithe, J. S. B. 2007, MNRAS, 377, 1175
31. Dijkstra, M. & Wyithe, J. S. B. 2010, MNRAS, 408, 352
32. Durisen, R. H., Boss, A. P., Mayer, L., Nelson, A. F., Quinn, T., & Rice, W. K. M. 2007, Protostars and Planets V, ed. B. Reipurth, D. Jewitt, & K. Keil (Tucson, AZ: Univ. Arizona Press), 607
33. Efstathiou, G. 1992, MNRAS, 256, 43P
34. Elmegreen, B. G. 2002, ApJ, 577, 206
35. Elmegreen, B. G. & Parravano, A. 1994, ApJ, 435, L121
36. Fan, X., Carilli, C. L., & Keating, B. 2006, ARA&A, 44, 415
37. Ferrara, A. & Tolstoy, E. 2000, MNRAS, 313, 291
38. Ferrarese, L. et al. 2006, ApJ, 644, L21
39. Frebel, A. & Bromm, V. 2010, arXiv:1010.1261
40. Fujita, A., Martin, C. L., Mac Low, M.-M., & Abel, T. 2003, ApJ, 599, 50
41. Galli, D. & Palla, F. 1998, A&A, 335, 403
42. Gardner, J. P. et al. 2006, Space Sci. Rev., 123, 485
43. Gnedin, N. Y. 2000, ApJ, 542, 535
44. Gnedin, N. Y. 2010, ApJ, 721, L79
45. Gnedin, N. Y. & Hui, L. 1998, MNRAS, 296, 44
46. Gnedin, N. Y. & Kravtsov, A. V. 2010, ApJ, 714, 287
47. Gnedin, N. Y., Kravtsov, A. V., & Chen, H.-W. 2008, ApJ, 672, 765
48. Goldreich, P. & Lynden-Bell, D. 1965, MNRAS, 130, 97
49. Governato, F. et al. 2010, Nature, 463, 203
50. Greif, T. H., Glover, S. C. O., Bromm, V., & Klessen, R. S. 2010, ApJ, 716, 510
51. Greif, T. H., Johnson, J. L., Klessen, R. S., & Bromm, V. 2008, MNRAS, 387, 1021
52. Greif, T. H., Johnson, J. L., Klessen, R. S., & Bromm, V. 2009, MNRAS, 399, 639
53. Haardt, F. & Madau, P. 2001, Proc. XXXVI Rencontres de Moriond, XXIst Moriond, Astrophysics Meeting: Galaxy Clusters and the High Redshift Universe Observed in X-rays, ed. D. M. Neumann & J. T. T. Van, (arXiv:astroph/ 0106018)
54. Haiman, Z. 2002, ApJ, 576, L1
55. Haiman, Z. & Loeb, A. 1998, ApJ, 503, 505
56. Haiman, Z. & Loeb, A. 1999, ApJ, 521, L9
57. Haiman, Z., Rees, M. J., & Loeb, A. 1997, ApJ, 476, 458
58. Haiman, Z., Spaans, M., & Quataert, E. 2000, ApJ, 537, L5
59. Hambrick, D. C., Ostriker, J. P., Naab, T., & Johansson, P. H. 2009, ApJ, 705, 1566
60. Hoeft, M., Yepes, G., Gottlöber, S., & Springel, V. 2006, MNRAS, 371, 401
61. Jappsen, A.-K., Klessen, R. S., Glover, S. C. O., & Mac Low, M.-M. 2009, ApJ, 696, 1065
62. Johnson, J. L. & Bromm, V. 2006, MNRAS, 366, 247
63. Johnson, J. L., Greif, T. H., & Bromm, V. 2008, MNRAS, 388, 26
64. Johnson, J. L., Greif, T. H., Bromm, V., Klessen, R. S., & Ippolito, J. 2009, MNRAS, 399, 37
65. Johnson, J. L., Khochfar, S., Greif, T. H., & Durier, F. 2011, MNRAS, 410, 919
66. Karlsson, T., Johnson, J. L., & Bromm, V. 2008, ApJ, 679, 6
67. Kaufmann, T., Wheeler, C., & Bullock, J. S. 2007, MNRAS, 382, 1187
68. Kennicutt, R. C., Jr. 1989, ApJ, 344, 685
69. Kennicutt, R. C., Jr. et al. 1998, ApJ, 498, 181
70. Kere, D., Katz, N., Weinberg, D. H., & Davé, R. 2005, MNRAS, 363, 2
71. Kitayama, T., Tajiri, Y., Umemura, M., Susa, H., & Ikeuchi, S. 2000, MNRAS, 315, L1
72. Kitayama, T. & Yoshida, N. 2005, ApJ, 630, 675
73. Knebe, A., Gill, S. P. D., Gibson, B. K., Lewis, G. F., Ibata, R. A., & Dopita, M. A. 2004, ApJ, 603, 7
74. Komatsu, E. et al. 2009, ApJS, 180, 330
75. Komatsu, E. et al. 2011, ApJS, 192, 18
76. Krumholz, M. R., McKee, C. F., & Tumlinson, J. 2009, ApJ, 699, 850
77. Lacey, C. & Cole, S. 1993, MNRAS, 262, 627
78. Larson, R. B. 2010, Rep. Prog. Phys., 73, 014901
79. Latif, M. A., Zaroubi, S., & Spaans, M. 2011, MNRAS, 411, 1659
80. Laursen, P., Sommer-Larsen, J., & Razoumov, A. O. 2011, ApJ, 728, 52
81. Lehnert, M. D. et al. 2010, Nature, 467, 940
82. Lepp, S. & Shull, J. M. 1984, ApJ, 280, 465
83. Levine, R., Gnedin, N. Y., Hamilton, A. J. S., & Kravtsov, A. V. 2008, ApJ, 678, 154
84. Li, Y., Haiman, Z., & Mac Low, M.-M. 2007, ApJ, 663, 61
85. Libeskind, N. I., Knebe, A., Hoffman, Y., Gottlöber, S., Yepes, G., & Steinmetz, M. 2011, MNRAS, 411, 1525
86. Loeb, A. 2009, J. Cosmol. Astropart. Phys., JCAP03(2009)022
87. Loeb, A. 2010, How Did the First Stars and Galaxies Form? (Princeton: Princeton Univ. Press)
88. Loeb, A. & Barkana, R. 2001, ARA&A, 39, 19
89. Loeb, A., Barkana, R., & Hernquist, L. 2005, ApJ, 620, 553
90. Loeb, A. & Haiman, Z. 1997, ApJ, 490, 571
91. Loeb, A. & Rybicki, G. B. 1999, ApJ, 524, 527
92. Mac Low, M.-M. & Ferrara, A. 1999, ApJ, 513, 142
93. Madau, P., Ferrara, A., & Rees, M. J. 2001, ApJ, 555, 92
94. Maio, U., Ciardi, B., Dolag, K., Tornatore, L., & Khochfar, S. 2010, MNRAS, 407, 1003
95. Mashchenko, S., Wadsley, J., & Couchman, H. M. P. 2008, Science, 319, 174
96. Mateo, M. L. 1998, ARA&A, 36, 435
97. Mayer, L. 2010, Advances in Astronomy, 278434
98. McKee, C. F. & Ostriker, J. P. 1977, ApJ, 218, 148
99. McLaughlin, D. E., King, A. R., & Nayakshin, S. 2006, ApJ, 650, L37
100. Miralda-Escude, J. 1998, ApJ, 501, 15
101. Miralda-Escudé, J. 2005, ApJ, 620, L91
102. Mizusawa, H., Omukai, K., & Nishi, R. 2005, PASJ, 57, 951
103. Mori, M., Ferrara, A., & Madau, P. 2002, ApJ, 571, 40
104. Nagakura, T. & Omukai, K. 2005, MNRAS, 364, 1378
105. Nakamura, F. & Umemura, M. 2002, ApJ, 569, 549
106. Naoz, S., Noter, S., & Barkana, R. 2006, MNRAS, 373, L98
107. Narayanan, D. et al. 2008, ApJS, 174, 13
108. Navarro, J. F. & White, S. D. M. 1994, MNRAS, 267, 401
109. Neistein, E., van den Bosch, F. C., & Dekel, A. 2006, MNRAS, 372, 933
110. Neufeld, D. A. 1990, ApJ, 350, 216
111. Oh, S. P. 1999, ApJ, 527, 16
112. Oh, S. P. 2001, ApJ, 553, 499
113. Oh, S. P. & Haiman, Z. 2002, ApJ, 569, 558
114. Oh, S. P., Haiman, Z., & Rees, M. J. 2001, ApJ, 553, 73
115. Okamoto, T., Gao, L., & Theuns, T. 2008, MNRAS, 390, 920
116. Oke, J. B. 1974, ApJS, 27, 21
117. Oke, J. B. & Gunn, J. E. 1983, ApJ, 266, 713
118. Osterbrock, D. E. 1989, Astrophysics of Gaseous Nebulae and Active Galactic Nuclei (Sausalito, CA: University Science Books)
119. Panagia, N. 2005, The Initial Mass Function 50 Years Later, Vol. 327, ed. E. Corbelli & F. Palle (Dordrecht: Springer), 479
120. Partridge, R. B. & Peebles, P. J. E. 1967, ApJ, 147, 868
121. Pawlik, A. H. & Schaye, J. 2009, MNRAS, 396, L46
122. Pawlik, A. H., Schaye, J., & van Scherpenzeel, E. 2009, MNRAS, 394, 1812
123. Petkova, M. & Springel, V. 2010, MNRAS, 1851
124. Power, C., Wynn, G. A., Combet, C., & Wilkinson, M. I. 2009, MNRAS, 395, 1146
125. Press, W. H. & Schechter, P. 1974, ApJ, 187, 425
126. Raiević, M., Theuns, T., & Lacey, C. 2011, MNRAS, 410, 775
127. Raiter, A., Schaerer, D., & Fosbury, R. 2010, A&A, 523, 64
128. Razoumov, A. O. & Sommer-Larsen, J. 2010, ApJ, 710, 1239
129. Reed, D. S., Bower, R., Frenk, C. S., Gao, L., Jenkins, A., Theuns, T., & White, S. D. M. 2005, MNRAS, 363, 393
130. Reed, D. S., Bower, R., Frenk, C. S., Jenkins, A., & Theuns, T. 2007, MNRAS, 374, 2
131. Rees, M. J. & Ostriker, J. P. 1977, MNRAS, 179, 541
132. Regan, J. A. & Haehnelt, M. G. 2009a, MNRAS, 393, 858
133. Regan, J. A. & Haehnelt, M. G. 2009b, MNRAS, 396, 343
134. Ricotti, M. 2010, Advances in Astronomy, 271592
135. Ricotti, M., Gnedin, N. Y., & Shull, J. M. 2002, ApJ, 575, 49
136. Ricotti, M., Gnedin, N. Y., & Shull, J. M. 2008, ApJ, 685, 21
137. Robertson, B. E. & Kravtsov, A. V. 2008, ApJ, 680, 1083
138. Roychowdhury, S., Chengalur, J. N., Begum, A., & Karachentsev, I. D. 2010, MNRAS, 404, L60
139. Safranek-Shrader, C., Bromm, V., & Milosavljevic, M. 2010, ApJ, 723, 1568
140. Sales, L. V., Navarro, J. F., Schaye, J., Vecchia, C. D., Springel, V., & Booth, C. M. 2010, MNRAS, 409, 1541
141. Salpeter, E. E. 1955, ApJ, 121, 161
142. Salvaterra, R., Ferrara, A., & Dayal, P. 2010, arXiv:1003.3873
143. Sanchez-Janssen, R., Mendez-Abreu, J., & Aguerri, J. A. L. 2010, MNRAS, 406, L65
144. Santos, M. R. 2004, MNRAS, 349, 1137
145. Sawala, T., Scannapieco, C., Maio, U., & White, S. 2010, MNRAS, 402, 1599
146. Scannapieco, E., Ferrara, A., & Madau, P. 2002, ApJ, 574, 590
147. Scannapieco, E., Schneider, R., & Ferrara, A. 2003, ApJ, 589, 35
148. Schaerer, D. 2002, A&A, 382, 28
149. Schaerer, D. 2003, A&A, 397, 527
150. Schaye, J. 2004, ApJ, 609, 667
151. Schaye, J. 2006, ApJ, 643, 59
152. Schaye, J. & Dalla Vecchia, C. 2008, MNRAS, 383, 1210
153. Schaye, J. et al. 2010, MNRAS, 402, 1536
154. Schneider, R., Omukai, K., Inoue, A. K., & Ferrara, A. 2006, MNRAS, 369, 1437
155. Seljak, U. & Zaldarriaga, M. 1996, ApJ, 469, 437
156. Shang, C., Bryan, G. L., & Haiman, Z. 2010, MNRAS, 402, 1249
157. Shapiro, P. R., Giroux, M. L., & Babul, A. 1994, ApJ, 427, 25
158. Shapiro, P. R., Iliev, I. T., & Raga, A. C. 2004, MNRAS, 348, 753
159. Shapiro, P. R. & Kang, H. 1987, ApJ, 318, 32
160. Silk, J. 1977, ApJ, 211, 638
161. Smith, B. D., Turk, M. J., Sigurdsson, S., O'Shea, B. W., & Norman, M. L. 2009, ApJ, 691, 441
162. Spaans, M. & Meijerink, R. 2008, ApJ, 678, L5
163. Springel, V. 2005, MNRAS, 364, 1105
164. Springel, V. & Hernquist, L. 2002, MNRAS, 333, 649
165. Springel, V., White, S. D. M., Tormen, G., & Kauffmann, G. 2001a, MNRAS, 328, 726
166. Springel, V., Yoshida, N., & White, S. D. M. 2001b, New Astron., 6, 79
167. Stacy, A. & Bromm, V. 2007, MNRAS, 382, 229
168. Stacy, A., Greif, T. H., & Bromm, V. 2010, MNRAS, 403, 45
169. Stecher, T. P. & Williams, D. A. 1967, ApJ, 149, L29
170. Stiavelli, M. 2009, From First Light to Reionization: The End of the Dark Ages (Weinheim: Wiley-VCH)
171. Tassis, K., Abel, T., Bryan, G. L., & Norman, M. L. 2003, ApJ, 587, 13
172. Tegmark, M., Silk, J., Rees, M. J., Blanchard, A., Abel, T., & Palla, F. 1997, ApJ, 474, 1
173. Thoul, A. A. & Weinberg, D. H. 1996, ApJ, 465, 608
174. Tolstoy, E., Hill, V., & Tosi, M. 2009, ARA&A, 47, 371
175. Toomre, A. 1964, ApJ, 139, 1217
176. Tornatore, L., Ferrara, A., & Schneider, R. 2007, MNRAS, 382, 945
177. Trac, H. & Gnedin, N. Y. 2009, arXiv:0906.4348
178. Trenti, M., Stiavelli, M., & Michael Shull, J. 2009, ApJ, 700, 1672
179. Tumlinson, J., Giroux, M. L., & Shull, J. M. 2001, ApJ, 550, L1
180. Tumlinson, J. & Shull, J. M. 2000, ApJ, 528, L65
181. Turk, M. J., Abel, T., & O'Shea, B. 2009, Science, 325, 601
182. van de Voort, F., Schaye, J., Booth, C. M., Haas, M. R., & Dalla Vecchia, C. 2010, arXiv:1011.2491
183. Verhamme, A., Schaerer, D., & Maselli, A. 2006, A&A, 460, 397
184. Wada, K. & Norman, C. A. 2001, ApJ, 547, 172
185. Wechsler, R. H., Bullock, J. S., Primack, J. R., Kravtsov, A. V., & Dekel, A. 2002, ApJ, 568, 52
186. Wehner, E. H. & Harris, W. E. 2006, ApJ, 644, L17
187. Whalen, D., van Veelen, B., O'Shea, B. W., & Norman, M. L. 2008, ApJ, 682, 49
188. White, S. D. M. & Rees, M. J. 1978, MNRAS, 183, 341
189. Wiersma, R. P. C., Schaye, J., Dalla Vecchia, C., Booth, C. M., Theuns, T., & Aguirre, A. 2010, MNRAS, 409, 132
190. Wiersma, R. P. C., Schaye, J., & Smith, B. D. 2009, MNRAS, 393, 99
191. Wise, J. H. & Abel, T. 2007, ApJ, 665, 899
192. Wise, J. H. & Abel, T. 2008, ApJ, 685, 40
193. Wise, J. H. & Cen, R. 2009, ApJ, 693, 984
194. Wise, J. H., Turk, M. J., & Abel, T. 2008, ApJ, 682, 745
195. Wyithe, J. S. B. & Loeb, A. 2005, ApJ, 625, 1
196. Yajima, H., Choi, J.-H., & Nagamine, K. 2010, arXiv:1002.3346
197. Yoshida, N., Omukai, K., Hernquist, L., & Abel, T. 2006, ApJ, 652, 6
198. Zel'dovich, Y. B. 1970, A&A, 5, 84
199. Zentner, A. R. 2007, Int. J. Mod. Phys. D, 16, 763