Star formation in the first galaxies - II. clustered star formation and the influence of metal line cooling

Monthly Notices of the Royal Astronomical Society

Volumn 438, Issue 2, 2014, Pages 1669-1685

  Safranek Shrader, Chalence ^a   Milosavljević, Miloš ^a   Bromm, Volker ^a  

^a UNIVERSITY OF TEXAS AT AUSTIN   (United States)

Author keywords

Cosmology: theory; Galaxies: formation; Galaxies: high redshift; Stars: formation

Indexed keywords

COOLING; GALAXIES; GASES; GRAVITATION; METALS; STARS;

CLUSTER FORMATIONS; COSMOLOGY: THEORY; FINE STRUCTURES; GALAXIES:HIGH-REDSHIFT; GALAXY FORMATIONS; HIGH-REDSHIFT; METAL LINE; METALLICITIES; STARS FORMATION; STELLAR CLUSTER;

COSMOLOGY;

EID: 84893350768     PISSN: 00358711     EISSN: 13652966     Source Type: Journal    
DOI: 10.1093/mnras/stt2307     Document Type: Article

References (176)

1. Abel T., Anninos P., Zhang Y., Norman M. L., 1997, New Astron., 2, 181
2. Abel T., Bryan G. L., Norman M. L., 2000, ApJ, 540, 39
3. Abel T., Bryan G. L., Norman M. L., 2002, Science, 295, 93
4. André P. et al., 2010, A&A, 518, L102
5. Aykutalp A., Spaans M., 2011, ApJ, 737, 63
6. Bailin J., Stinson G., Couchman H., HarrisW. E.,Wadsley J., Shen S., 2010, ApJ, 715, 194
7. Basu S., 1997, ApJ, 485, 240
8. Bate M. R., 2009, MNRAS, 392, 590
9. Bate M. R., 2012, MNRAS, 419, 3115
10. Bate M. R., Bonnell I. A., Price N. M., 1995, MNRAS, 277, 362
11. Bate M. R., Bonnell I. A., Bromm V., 2003, MNRAS, 339, 577
12. Bate M. R., Lodato G., Pringle J. E., 2010, MNRAS, 401, 1505
13. Belokurov V. et al., 2007, ApJ, 654, 897
14. Bergin E. A., Tafalla M., 2007, ARA&A, 45, 339
15. Beuther H., Schilke P., 2004, Science, 303, 1167
16. Bland-Hawthorn J., Karlsson T., Sharma S., Krumholz M., Silk J., 2010, ApJ, 721, 582
17. Bonnell I., Bastien P., 1993, ApJ, 406, 614
18. Bonnell I. A., Bate M. R., Clarke C. J., Pringle J. E., 2001, MNRAS, 323, 785
19. Bouwens R. J. et al., 2011, ApJ, 737, 90
20. Bromm V., 2013, Rep. Prog. Phys., 76, 112901
21. Bromm V., Loeb A., 2003, Nature, 425, 812
22. Bromm V., Ferrara A., Coppi P. S., Larson R. B., 2001, MNRAS, 328, 969
23. Bromm V., Coppi P. S., Larson R. B., 2002, ApJ, 564, 23
24. Caffau E. et al., 2011, Nature, 477, 67
25. Chabrier G., 2003, PASP, 115, 763
26. Chatzopoulos E., Wheeler J. C., 2012, ApJ, 748, 42
27. Clark P. C., Glover S. C. O., Klessen R. S., 2008, ApJ, 672, 757
28. Clark P. C., Glover S. C. O., Smith R. J., Greif T. H., Klessen R. S., Bromm V., 2011a, Science, 331, 1040
29. Clark P. C., Glover S. C. O., Klessen R. S., Bromm V., 2011b, ApJ, 727,110
30. Clarke C. J., Bromm V., 2003, MNRAS, 343, 1224
31. Couchman H. M. P., Rees M. J., 1986, MNRAS, 221, 53
32. Cunningham A. J., Klein R. I., Krumholz M. R., McKee C. F., 2011, ApJ, 740, 107
33. de Avillez M. A., Mac Low M.-M., 2002, ApJ, 581, 1047
34. Dopcke G., Glover S. C. O., Clark P. C., Klessen R. S., 2011, ApJ, 729, L3
35. Dopcke G., Glover S. C. O., Clark P. C., Klessen R. S., 2013, ApJ, 766, 103
36. Draine B. T., Bertoldi F., 1996, ApJ, 468, 269
37. Dunlop J. S., 2013, in Wiklind T., Mobasher B., Bromm V., eds, Astrophysics and Space Science Library, Vol. 396, The First Galaxies. Springer-Verlag, Berlin, p. 223
38. Dwek E., Cherchneff I., 2011, ApJ, 727, 63
39. Elmegreen B. G., 1993, ApJ, 419, L29
40. Evans N. J., II et al., 2009, ApJS, 181, 321
41. Federrath C., Klessen R. S., 2012, ApJ, 761, 156
42. Federrath C., Klessen R. S., 2013, ApJ, 763, 51
43. Federrath C., Klessen R. S., Schmidt W., 2008, ApJ, 688, L79
44. Federrath C., Roman-Duval J., Klessen R. S., SchmidtW., Mac LowM.-M., 2010a, A&A, 512, A81
45. Federrath C., Banerjee R., Clark P. C., Klessen R. S., 2010b, ApJ, 713, 269
46. Federrath C., Sur S., Schleicher D. R. G., Banerjee R., Klessen R. S., 2011, ApJ, 731, 62
47. Finkelstein S. L. et al., 2012, ApJ, 758, 93
48. Frebel A., Bromm V., 2012, ApJ, 759, 115
49. Frebel A., Johnson J. L., Bromm V., 2007, MNRAS, 380, L40
50. Fryxell B. et al., 2000, ApJS, 131, 273
51. Gazol A., Kim J., 2010, ApJ, 723, 482
52. Glover S. C. O., Clark P. C., 2014, MNRAS, 437, 9
53. Glover S. C. O., Jappsen A.-K., 2007, ApJ, 666, 1
54. Richardson M. L. A., Scannapieco E., Gray W. J., 2013, ApJ, 778, 80
55. Greif T. H., Johnson J. L., Klessen R. S., Bromm V., 2008, MNRAS, 387, 1021
56. Greif T. H., Glover S. C. O., Bromm V., Klessen R. S., 2010, ApJ, 716, 510
57. Greif T. H., Springel V., White S. D. M., Glover S. C. O., Clark P. C., Smith R. J., Klessen R. S., Bromm V., 2011, ApJ, 737, 75
58. Greif T. H., Bromm V., Clark P. C., Glover S. C. O., Smith R. J., Klessen R. S., Yoshida N., Springel V., 2012, MNRAS, 424, 399
59. Haiman Z., Thoul A. A., Loeb A., 1996, ApJ, 464, 523
60. Hartmann L., Ballesteros-Paredes J., Bergin E. A., 2001, ApJ, 562, 852
61. Heger A., Fryer C. L., Woosley S. E., Langer N., Hartmann D. H., 2003, ApJ, 591, 288
62. Heitsch F., Mac Low M.-M., Klessen R. S., 2001, ApJ, 547, 280
63. Heitsch F., Burkert A., Hartmann L. W., Slyz A. D., Devriendt J. E. G., 2005, ApJ, 633, L113
64. Heitsch F., Hartmann L. W., Slyz A. D., Devriendt J. E. G., Burkert A., 2008, ApJ, 674, 316
65. Hennebelle P., Pérault M., 1999, A&A, 351, 309
66. Hennebelle P., Audit E., Miville-Deschênes M.-A., 2007, A&A, 465, 445
67. Hosokawa T., Omukai K., Yoshida N., Yorke H. W., 2011, Science, 334, 1250
68. Hubber D. A., Walch S., Whitworth A. P., 2013, MNRAS, 430, 3261
69. Hunter C., 1977, ApJ, 218, 834
70. Jappsen A.-K., Klessen R. S., Larson R. B., Li Y., Mac Low M.-M., 2005, A&A, 435, 611
71. Jappsen A.-K., Glover S. C. O., Klessen R. S., Mac Low M.-M., 2007, ApJ, 660, 1332
72. Jappsen A.-K., Mac Low M.-M., Glover S. C. O., Klessen R. S., Kitsionas S., 2009a, ApJ, 694, 1161
73. Jappsen A.-K., Klessen R. S., Glover S. C. O., Mac Low M.-M., 2009b, ApJ, 696, 1065
74. Joggerst C. C., Woosley S. E., Heger A., 2009, ApJ, 693, 1780
75. Karlsson T., Bromm V., Bland-Hawthorn J., 2013, Rev. Mod. Phys., 85, 809
76. Kirby E. N., Lanfranchi G. A., Simon J. D., Cohen J. G., Guhathakurta P., 2011, ApJ, 727, 78
77. Klessen R. S., 2001a, ApJ, 550, L77
78. Klessen R. S., 2001b, ApJ, 556, 837
79. Klessen R. S., Burkert A., 2000, ApJS, 128, 287
80. Klessen R. S., Heitsch F., Mac Low M.-M., 2000, ApJ, 535, 887
81. Klessen R. S., Glover S. C. O., Clark P. C., 2012, MNRAS, 421, 3217
82. Komatsu E. et al., 2011, ApJS, 192, 18
83. Koyama H., Inutsuka S.-I., 2000, ApJ, 532, 980
84. Kritsuk A. G., Norman M. L., 2002, ApJ, 569, L127
85. Kritsuk A. G., Norman M. L., Padoan P., Wagner R., 2007, ApJ, 665, 416
86. Kritsuk A. G., Norman M. L., Wagner R., 2011, ApJ, 727, L20
87. Kroupa P., 2002, Science, 295, 82
88. Krumholz M. R., McKee C. F., Klein R. I., 2004, ApJ, 611, 399
89. Krumholz M. R., Klein R. I., McKee C. F., 2007, ApJ, 656, 959
90. Krumholz M. R., Klein R. I., McKee C. F., 2012, ApJ, 754, 71
91. Kuhlen M., Faucher-Giguère C.-A., 2012, MNRAS, 423, 862
92. Lada C. J., Lada E. A., 2003, ARA&A, 41, 57
93. Larson R. B., 1985, MNRAS, 214, 379
94. Larson R. B., 2003, Rep. Prog. Phys., 66, 1651
95. Larson R. B., 2005, MNRAS, 359, 211
96. Latif M. A., Schleicher D. R. G., Spaans M., 2012, A&A, 540, A101
97. Latif M. A., Schleicher D. R. G., SchmidtW., Niemeyer J., 2013, MNRAS, 432, 668
98. Li Z.-Y., Nakamura F., 2006, ApJ, 640, L187
99. Li Y., Klessen R. S., Mac Low M.-M., 2003, ApJ, 592, 975
100. Low C., Lynden-Bell D., 1976, MNRAS, 176, 367
101. Mac Low M.-M., Klessen R. S., 2004, Rev. Mod. Phys., 76, 125
102. MacDonald J., Lawlor T. M., Anilmis N., Rufo N. F., 2013, MNRAS, 431, 1425
103. McKee C. F., Ostriker E. C., 2007, ARA&A, 45, 565
104. McKee C. F., Tan J. C., 2003, ApJ, 585, 850
105. Machida M. N., Omukai K., Matsumoto T., Inutsuka S.-i., 2008, ApJ, 677, 813
106. Madau P., Ferrara A., Rees M. J., 2001, ApJ, 555, 92
107. Maio U., Ciardi B., Dolag K., Tornatore L., Khochfar S., 2010, MNRAS, 407, 1003
108. Matzner C. D., 2007, ApJ, 659, 1394
109. Motoyama K., Yoshida T., 2003, MNRAS, 344, 461
110. Motte F., Andre P., Neri R., 1998, A&A, 336, 150
111. Myers A. T., Krumholz M. R., Klein R. I., McKee C. F., 2011, ApJ, 735, 49
112. Norris J. E. et al., 2013, ApJ, 762, 28
113. O'Shea B. W., Norman M. L., 2007, ApJ, 654, 66
114. Oey M. S., 2003, MNRAS, 339, 849
115. Offner S. S. R., Klein R. I., McKee C. F., Krumholz M. R., 2009, ApJ, 703, 131
116. Omukai K., 2000, ApJ, 534, 809
117. Omukai K., Palla F., 2003, ApJ, 589, 677
118. Omukai K., Tsuribe T., Schneider R., Ferrara A., 2005, ApJ, 626, 627
119. Omukai K., Schneider R., Haiman Z., 2008, ApJ, 686, 801
120. Ostriker E. C., Stone J. M., Gammie C. F., 2001, ApJ, 546, 980
121. Padoan P., Nordlund Å., 1999, ApJ, 526, 279
122. Padoan P., Nordlund Å., 2002, ApJ, 576, 870
123. Padoan P., Nordlund Å., 2011, ApJ, 730, 40
124. Pan L., Scalo J., 2007, ApJ, 654, L29
125. Pan L., Scannapieco E., Scalo J., 2012, J. Fluid Mech., 700, 459
126. Pan L., Scannapieco E., Scalo J., 2013, ApJ, 775, 111
127. Passot T., Vázquez-Semadeni E., 1998, Phys. Rev. E, 58, 4501
128. Pawlik A. H., Milosavljević M., Bromm V., 2011, ApJ, 731, 54
129. Peters T., Schleicher D. R. G., Klessen R. S., Banerjee R., Federrath C., Smith R. J., Sur S., 2012, ApJ, 760, L28
130. Plewa T., Müller E., 1999, A&A, 342, 179
131. Prieto J., Jimenez R., Martí J., 2012, MNRAS, 419, 3092
132. Rees M. J., 1976, MNRAS, 176, 483
133. Ritter J. S., Safranek-Shrader C., Gnat O., Milosavljević M., Bromm V., 2012, ApJ, 761, 56
134. Robertson B. E. et al., 2013, ApJ, 768, 71
135. Safranek-Shrader C., Bromm V., Milosavljević M., 2010, ApJ, 723, 1568
136. Safranek-Shrader C., Agarwal M., Federrath C., Dubey A., Milosavljević M., Bromm V., 2012, MNRAS, 426, 1159
137. Salpeter E. E., 1955, ApJ, 121, 161
138. Santoro F., Shull J. M., 2006, ApJ, 643, 26
139. Saury E., Miville-Deschênes M.-A., Hennebelle P., Audit E., Schmidt W., 2013, preprint (arXiv:1301.3446)
140. Scalo J., Vazquez-Semadeni E., Chappell D., Passot T., 1998, ApJ, 504, 835
141. Schmeja S., Klessen R. S., 2004, A&A, 419, 405
142. Schneider R., Omukai K., 2010, MNRAS, 402, 429
143. Schneider R., Omukai K., Inoue A. K., Ferrara A., 2006, MNRAS, 369, 1437
144. Schneider R., Omukai K., Bianchi S., Valiante R., 2012a, MNRAS, 419, 1566
145. Schneider R., Omukai K., Limongi M., Ferrara A., Salvaterra R., Chieffi A., Bianchi S., 2012b, MNRAS, 423, L60
146. Seifried D., Schmidt W., Niemeyer J. C., 2011, A&A, 526, A14
147. Shu F. H., 1977, ApJ, 214, 488
148. Smith B. D., Sigurdsson S., 2007, ApJ, 661, L5
149. Smith B. D., Turk M. J., Sigurdsson S., O'Shea B.W., NormanM. L., 2009, ApJ, 691, 441
150. Smith R. J., Glover S. C. O., Clark P. C., Greif T., Klessen R. S., 2011, MNRAS, 414, 3633
151. Spaans M., Silk J., 2000, ApJ, 538, 115
152. Stacy A., Greif T. H., Bromm V., 2010, MNRAS, 403, 45
153. Stacy A., Greif T. H., Bromm V., 2012, MNRAS, 422, 290
154. Stecher T. P., Williams D. A., 1967, ApJ, 149, L29
155. Sur S., Schleicher D. R. G., Banerjee R., Federrath C., Klessen R. S., 2010, ApJ, 721, L134
156. Susa H., 2013, ApJ, 773, 185
157. Tegmark M., Silk J., Rees M. J., Blanchard A., Abel T., Palla F., 1997, ApJ, 474, 1
158. Tornatore L., Ferrara A., Schneider R., 2007, MNRAS, 382, 945
159. Truelove J. K., Klein R. I., McKee C. F., Holliman J. H., II, Howell L. H., Greenough J. A., 1997, ApJ, 489, L179
160. Tumlinson J., 2007, ApJ, 664, L63
161. Turk M. J., Oishi J. S., Abel T., Bryan G. L., 2012, ApJ, 745, 154
162. Urban A., Martel H., Evans N. J., II, 2010, ApJ, 710, 1343
163. Vazquez-Semadeni E., 1994, ApJ, 423, 681
164. Vázquez-Semadeni E., Kim J., Ballesteros-Paredes J., 2005, ApJ, 630, L49
165. Vázquez-Semadeni E., Ryu D., Passot T., González R. F., Gazol A., 2006, ApJ, 643, 245
166. Wang P., Li Z.-Y., Abel T., Nakamura F., 2010, ApJ, 709, 27
167. Whalen D. J., Johnson J. J., Smidt J., Meiksin A., Heger A., EvenW., Fryer C. L., 2013, ApJ, 774, 64
168. Whitworth A. P., Ward-Thompson D., 2001, ApJ, 547, 317
169. Wise J. H., Abel T., 2007, ApJ, 665, 899
170. Wise J. H., Abel T., 2008, ApJ, 685, 40
171. Wise J. H., Turk M. J., Norman M. L., Abel T., 2012, ApJ, 745, 50
172. Wolcott-Green J., Haiman Z., Bryan G. L., 2011, MNRAS, 418, 838
173. Yoshida N., Omukai K., Hernquist L., Abel T., 2006, ApJ, 652, 6
174. Zackrisson E., Rydberg C.-E., Schaerer D., Östlin G., Tuli M., 2011, ApJ, 740, 13
175. Zackrisson E. et al., 2012, MNRAS, 427, 2212
176. Zuckerman B., Evans N. J., II, 1974, ApJ, 192, L149