Cosmological implications of a stellar initial mass function that varies with the Jeans mass in galaxies

Monthly Notices of the Royal Astronomical Society

Volumn 423, Issue 4, 2012, Pages 3601-3615

  Narayanan, Desika ^a   Davé, Romeel ^a  

^a UNIVERSITY OF ARIZONA   (United States)

Author keywords

Cosmology: theory; Galaxies: formation; Galaxies: high redshift; Galaxies: ISM; Stars: formation; Stars: luminosity function, mass function

Indexed keywords

COSMOLOGY; GALAXIES; RADIATIVE TRANSFER; STARS;

COSMOLOGY: THEORY; GALAXIES: ISM; GALAXIES:HIGH-REDSHIFT; GALAXY FORMATIONS; INITIAL MASS; MASS FUNCTIONS; STAR FORMATION RATES; STAR: LUMINOSITY FUNCTION, MASS FUNCTION; STARS FORMATION; STARS: LUMINOSITY FUNCTION;

FUNCTIONS;

EID: 84863624774     PISSN: 00358711     EISSN: 13652966     Source Type: Journal    
DOI: 10.1111/j.1365-2966.2012.21159.x     Document Type: Article

References (179)

1. Agertz O., Teyssier R., Moore B., 2011, MNRAS, 410, 1391
2. Andre P., Ward-Thompson D., Motte F., 1996, A&A, 314, 625
3. Bastian N., Covey K. R., Meyer M. R., 2010, ARA&A, 48, 339
4. Bate M. R., 2009, MNRAS, 392, 1363
5. Bate M. R., Bonnell I. A., 2005, MNRAS, 356, 1201
6. Baugh C. M. et al., 2005, MNRAS, 356, 1191
7. Bell E. F., Zheng X. Z., Papovich C., Borch A., Wolf C., Meisenheimer K., 2007, ApJ, 663, 834
8. Bigiel F., Leroy A., Walter F., Brinks E., de Blok W. J. G., Madore B., Thornley M. D., 2008, AJ, 136, 2846
9. Bolatto A. D., Leroy A. K., Rosolowsky E., Walter F., Blitz L., 2008, ApJ, 686, 948
10. Bolatto A. D. et al., 2011, ApJ, 741, 12
11. Bothwell M. S. et al., 2010, MNRAS, 405, 219
12. Bouché N. et al., 2007, ApJ, 671, 303
13. Bournaud F., Elmegreen B. G., Teyssier R., Block D. L., Puerari I., 2010, MNRAS, 409, 1088
14. Bouwens R. J. et al., 2011, preprint (arXiv:1109.0994)
15. Brandner W., Clark J. S., Stolte A., Waters R., Negueruela I., Goodwin S. P., 2008, A&A, 478, 137
16. Briceño C., Luhman K. L., Hartmann L., Stauffer J. R., Kirkpatrick J. D., 2002, ApJ, 580, 317
17. Bullock J. S., Kolatt T. S., Sigad Y., Somerville R. S., Kravtsov A. V., Klypin A. A., Primack J. R., Dekel A., 2001, MNRAS, 321, 559
18. Bussmann R. S. et al., 2008, ApJ, 681, L73
19. Calura F., Pipino A., Matteucci F., 2008, A&A, 479, 669
20. Calzetti D., Chandar R., Lee J. C., Elmegreen B. G., Kennicutt R. C., Whitmore B., 2010, ApJ, 719, L158
21. Cappellari M. et al., 2012, Nat, 484, 485
22. Ceverino D., Dekel A., Bournaud F., 2010a, MNRAS, 440
23. Ceverino D., Dekel A., Bournaud F., 2010b, MNRAS, 404, 2151
24. Choi J.-H., Nagamine K., 2012, MNRAS, 419, 1280
25. Conroy C., Gunn J. E., 2010, ApJ, 712, 833
26. Conroy C., van Dokkum P., 2012, ApJ, 747, 69
27. Conroy C., Gunn J. E., White M., 2009, ApJ, 699, 486
28. Conroy C., White M., Gunn J. E., 2010, ApJ, 708, 58
29. Cox T. J. et al., 2006, ApJ, 650, 791
30. Crosthwaite L. P., Turner J. L., 2007, AJ, 134, 1827
31. Da Rio N., Robberto M., Hillenbrand L. A., Henning T., Stassun K. G., 2012, ApJ, 748, 14
32. Daddi E. et al., 2005, ApJ, 631, L13
33. Daddi E. et al., 2007, ApJ, 670, 156
34. Daddi E. et al., 2010a, ApJ, 714, L118
35. Daddi E. et al., 2010b, ApJ, 713, 686
36. Davé R., 2008, MNRAS, 385, 147
37. Davé R., 2011, in Treyer M., Wyder T., Neill J., Seibert M., Lee J., eds, ASP Conf. Ser. Vol. 440, UP2010: Have Observations Revealed a Variable Upper End of the Initial Mass Function? Astron. Soc. Pac., San Francisco, p. 353
38. Davé R., Gardner J., Hernquist L., Katz N., Weinberg D., 2000, in Mazure A., Le Fèvre O., Le Brun V., eds, ASP Conf. Ser. Vol. 200, Clustering at High Redshift, Astron. Soc. Pac., San Francisco, p. 173
39. Davé R., Finlator K., Oppenheimer B. D., Fardal M., Katz N., Kereš D., Weinberg D. H., 2010, MNRAS, 404, 1355
40. Davé R., Oppenheimer B. D., Finlator K., 2011, MNRAS, 415, 11
41. Dekel A. et al., 2009a, Nat, 457, 451
42. Dekel A. et al., 2009b, Nat, 457, 451
43. Draine B. T., Li A., 2007, ApJ, 657, 810
44. Dwek E., 1998, ApJ, 501, 643
45. Elbaz D. et al., 2007, A&A, 468, 33
46. Elmegreen B. G., 2002, ApJ, 577, 206
47. Elmegreen B. G., Klessen R. S., Wilson C. D., 2008, ApJ, 681, 365
48. Elsner F., Feulner G., Hopp U., 2008, A&A, 477, 503
49. Engel H. et al., 2010, ApJ, 724, 233
50. Evans N. J., II, 1999, ARA&A, 37, 311
51. Evans N. J., IIet al., 2009, ApJS, 181, 321
52. Fakhouri O., Ma C.-P., 2008, MNRAS, 386, 577
53. Fardal M. A., Katz N., Weinberg D. H., Davé R., 2007, MNRAS, 379, 985
54. Feldmann R., Gnedin N. Y., Kravtsov A. V., 2011, ApJ, 732, 115
55. Finlator K., Davé R., Papovich C., Hernquist L., 2006, ApJ, 639, 672
56. Förster Schreiber N. M., Genzel R., Lutz D., Sternberg A., 2003, ApJ, 599, 193
57. Fukui Y., Kawamura A., 2010, ARA&A, 48, 547
58. Fumagalli M., da Silva R. L., Krumholz M. R., 2011, ApJ, 741, L26
59. Gao Y., Solomon P. M., 2004a, ApJS, 152, 63
60. Gao Y., Solomon P. M., 2004b, ApJ, 606, 271
61. Garcia-Burillo S., Usero A., Alonso-Herrero A., Gracia-Carpio J., Pereira-Santaella M., Colina L., Planesas P., Arribas S., 2012, A&A, 539, 8
62. Gennaro M., Brandner W., Stolte A., Henning T., 2011, MNRAS, 412, 2469
63. Genzel R. et al., 2010, MNRAS, 407, 2091
64. Genzel R. et al., 2012, ApJ, 746, 69
65. Gnedin N. Y., Kravtsov A. V., 2010, ApJ, 714, 287
66. González V., Labbé I., Bouwens R. J., Illingworth G., Franx M., Kriek M., Brammer G. B., 2010, ApJ, 713, 115
67. González J. E., Lacey C. G., Baugh C. M., Frenk C. S., 2011, MNRAS, 413, 749
68. Governato F. et al., 2009, MNRAS, 398, 312
69. Greve T. R. et al., 2005, MNRAS, 359, 1165
70. Guo Q., White S. D. M., 2008, MNRAS, 384, 2
71. Hayward C. C., Narayanan D., Jonsson P., Cox T. J., Kereš D., Hopkins P. F., Hernquist L., 2010, in Treyer, Lee, Seibert, Wyder, Neil eds. Conf. Proc. UP2010: Have Observations Revealed a Variable Upper End of the Initial Mass Function? preprint (arXiv:1008.4584)
72. Hayward C. C., Kereš D., Jonsson P., Narayanan D., Cox T. J., Hernquist L., 2011, ApJ, 743, 159
73. Heiderman A., Evans N. J., II, Allen L. E., Huard T., Heyer M., 2010, ApJ, 723, 1019
74. Hernquist L., 1990, ApJ, 356, 359
75. Hocuk S., Spaans M., 2010, A&A, 522, A24
76. Hocuk S., Spaans M., 2011, A&A, 536, A41
77. Hopkins A. M., Beacom J. F., 2006, ApJ, 651, 142
78. Hopkins P. F., Younger J. D., Hayward C. C., Narayanan D., Hernquist L., 2010, MNRAS, 402, 1693
79. Hoversten E. A., Glazebrook K., 2008, ApJ, 675, 163
80. Iono D. et al., 2009, ApJ, 695, 1537
81. Johnstone D., Fich M., Mitchell G. F., Moriarty-Schieven G., 2001, ApJ, 559, 307
82. Jonsson P., 2006, MNRAS, 372, 2
83. Jonsson P., Primack J. R., 2010, New Astron., 15, 509
84. Jonsson P., Groves B. A., Cox T. J., 2010, MNRAS, 403, 17
85. Kang X., Lin W. P., Skibba R., Chen D. N., 2010, ApJ, 713, 1301
86. Kennicutt R. C., Jr, 1998a, ARA&A, 36, 189
87. Kennicutt R. C., Jr, 1998b, ApJ, 498, 541
88. Kennicutt R. C., Jr, Evans N. J., II, 2012, prepint (arXiv:1204.3552)
89. Kennicutt R. C., Jret al., 2007, ApJ, 671, 333
90. Kereš D., Katz N., Weinberg D. H., Davé R., 2005, MNRAS, 363, 2
91. Kereš D., Katz N., Fardal M., Davé R., Weinberg D. H., 2009, MNRAS, 395, 160
92. Keres D., Vogelsberger M., Sijacki D., Springel V., Hernquist L., 2011, preprint (arXiv:1109.4638)
93. Kim S. S., Figer D. F., Kudritzki R. P., Najarro F., 2006, ApJ, 653, L113
94. Klessen R. S., Spaans M., Jappsen A.-K., 2007, MNRAS, 374, L29
95. Koda J., Yagi M., Boissier S., Gil de Paz A., Imanishi M., Donovan Meyer J., Madore B. F., Thilker D. A., 2012, ApJ, 749, 20
96. Kroupa P., 2002, Sci, 295, 82
97. Krumholz M. R., 2011, ApJ, 743, 110
98. Krumholz M. R., Dekel A., 2011, preprint (arXiv:1106.0301)
99. Krumholz M. R., McKee C. F., 2005, ApJ, 630, 250
100. Krumholz M. R., Tan J. C., 2007, ApJ, 654, 304
101. Krumholz M. R., Thompson T. A., 2007, ApJ, 669, 289
102. Krumholz M. R., McKee C. F., Tumlinson J., 2008, ApJ, 689, 865
103. Krumholz M. R., McKee C. F., Tumlinson J., 2009a, ApJ, 693, 216
104. Krumholz M. R., McKee C. F., Tumlinson J., 2009b, ApJ, 699, 850
105. Krumholz M. R., Leroy A. K., McKee C. F., 2011, ApJ, 731, 25
106. Krumholz M. R., Dekel A., McKee C. F., 2012a, ApJ, 745, 69
107. Krumholz M. R., Dekel A., McKee C. F., 2012b, ApJ, 745, 69
108. Lada C. J., Lada E. A., 2003, ARA&A, 41, 57
109. Lada C. J., Forbrich J., Lombardi M., Alves J. F., 2012, ApJ, 745, 190
110. Larson R. B., 2005, MNRAS, 359, 211
111. Lee J. C. et al., 2009, ApJ, 706, 599
112. Leitherer C. et al., 1999, ApJS, 123, 3
113. Lemaster M. N., Stone J. M., 2008, ApJ, 682, L97
114. Leroy A. K. et al., 2011, ApJ, 737, 12
115. Luhman K. L., 2004, ApJ, 617, 1216
116. Luhman K. L., Briceño C., Stauffer J. R., Hartmann L., Barrado y Navascués D., Caldwell N., 2003, ApJ, 590, 348
117. McKee C. F., Ostriker J. P., 1977, ApJ, 218, 148
118. McKee C. F., Ostriker E. C., 2007, ARA&A, 45, 565
119. McLure R. J. et al., 2011, MNRAS, 418, 2074
120. Madau P., Ferguson H. C., Dickinson M. E., Giavalisco M., Steidel C. C., Fruchter A., 1996, MNRAS, 283, 1388
121. Magnelli B. et al., 2012, A&A, 539, 155
122. Meurer G. R. et al., 2009, ApJ, 695, 765
123. Mo H. J., Mao S., White S. D. M., 1998, MNRAS, 295, 319
124. Motte F., André P., Ward-Thompson D., Bontemps S., 2001, A&A, 372, L41
125. Narayanan D., Groppi C. E., Kulesa C. A., Walker C. K., 2005, ApJ, 630, 269
126. Narayanan D., Hayward C. C., Cox T. J., Hernquist L., Jonsson P., Younger J. D., Groves B., 2010, MNRAS, 401, 1613
127. Narayanan D., Cox T. J., Hayward C. C., Hernquist L., 2011a, MNRAS, 412, 287
128. Narayanan D., Krumholz M., Ostriker E. C., Hernquist L., 2011b, MNRAS, 418, 664
129. Narayanan D., Krumholz M. R., Ostriker E. C., Hernquist L., 2012, MNRAS, 421, 3127
130. Nayakshin S., Sunyaev R., 2005, MNRAS, 364, L23
131. Niemi S.-M., Somerville R. S., Ferguson H. C., Huang K.-H., Lotz J., Koekemoer A. M., 2012, MNRAS, 421, 1539
132. Noeske K. G. et al., 2007a, ApJ, 660, L47
133. Noeske K. G. et al., 2007b, ApJ, 660, L43
134. Nutter D., Ward-Thompson D., 2007, MNRAS, 374, 1413
135. Ostriker E. C., Shetty R., 2011, ApJ, 731, 41
136. Ostriker E. C., Stone J. M., Gammie C. F., 2001, ApJ, 546, 980
137. Padoan P., Nordlund Å., 2002, ApJ, 576, 870
138. Papadopoulos P. P., 2010, ApJ, 720, 226
139. Papadopoulos P. P., Thi W.-F., Miniati F., Viti S., 2011, MNRAS, 414, 1705
140. Pérez-González P. G. et al., 2008, ApJ, 675, 234
141. Price D. J., Federrath C., Brunt C. M., 2011, ApJ, 727, L21
142. Reddy N. A., Steidel C. C., 2009, ApJ, 692, 778
143. Rieke G. H., Loken K., Rieke M. J., Tamblyn P., 1993, ApJ, 412, 99
144. Robertson B. E., Kravtsov A. V., 2008, ApJ, 680, 1083
145. Robertson B., Yoshida N., Springel V., Hernquist L., 2004, ApJ, 606, 32
146. Robertson B. et al., 2006, ApJ, 641, 21
147. Rodighiero G. et al., 2011, ApJ, 739, L40
148. Schruba A. et al., 2011, AJ, 142, 37
149. Schuster K. F., Kramer C., Hitschfeld M., Garcia-Burillo S., Mookerjea B., 2007, A&A, 461, 143
150. Shapley A. E., 2011, ARA&A, 49, 525
151. Shapley A. E., Steidel C. C., Erb D. K., Reddy N. A., Adelberger K. L., Pettini M., Barmby P., Huang J., 2005, ApJ, 626, 698
152. Shetty R., Ostriker E. C., 2008, ApJ, 684, 978
153. Shetty R. et al., 2011a, MNRAS, 415, 3253
154. Shetty R. et al., 2011b, MNRAS, 412, 1686
155. Silk J., 1997, ApJ, 481, 703
156. Sobral D., Smail I., Best P. N., Geach J. E., Matsuda Y., Stott J. P., Cirasuolo M., Kurk J., 2012, preprint (arXiv:1202.3436)
157. Springel V., 2000, MNRAS, 312, 859
158. Springel V., 2005, MNRAS, 364, 1105
159. Springel V., Hernquist L., 2003, MNRAS, 339, 289
160. Springel V., Di Matteo T., Hernquist L., 2005, MNRAS, 361, 776
161. Stark D. P., Ellis R. S., Bunker A., Bundy K., Targett T., Benson A., Lacy M., 2009, ApJ, 697, 1493
162. Stolte A., Brandner W., Grebel E. K., Lenzen R., Lagrange A.-M., 2005, ApJ, 628, L113
163. Tacconi L. J. et al., 2006, ApJ, 640, 228
164. Tacconi L. J. et al., 2008, ApJ, 680, 246
165. Tan J. C., 2010, ApJ, 710, L88
166. Tumlinson J., 2007, ApJ, 664, L63
167. van Dokkum P. G., 2008, ApJ, 674, 29
168. van Dokkum P. G., Conroy C., 2011, ApJ, 735, L13
169. Vázquez G. A., Leitherer C., 2005, ApJ, 621, 695
170. Vladilo G., 1998, ApJ, 493, 583
171. Watson D., 2011, A&A, 533, 16
172. Weingartner J. C., Draine B. T., 2001, ApJ, 548, 296
173. Weisz D. R. et al., 2012, ApJ, 744, 44
174. Wilkins S. M., Trentham N., Hopkins A. M., 2008, MNRAS, 385, 687
175. Wolfire M. G., Hollenbach D., McKee C. F., 2010, ApJ, 716, 1191
176. Wong T., Blitz L., 2002, ApJ, 569, 157
177. Wu J., Evans N. J., II, Gao Y., Solomon P. M., Shirley Y. L., Vanden Bout P. A., 2005, ApJ, 635, L173
178. Wu J., Evans N., Shirley Y., Knez C., 2010, ApJS, 188, 313
179. Wuyts S. et al., 2011, ApJ, 742, 96