Radiative feedback from high-mass X-ray binaries on the formation of the first galaxies and early reionization

Monthly Notices of the Royal Astronomical Society

Volumn 440, Issue 4, 2014, Pages 3778-3796

  Jeon, Myoungwon ^a   Pawlik, Andreas H ^b   Bromm, Volker ^a   Milosavljević, Miloš ^a  

^a UNIVERSITY OF TEXAS AT AUSTIN   (United States)

^b MAX PLANCK INSTITUT FÜR ASTROPHYSIK   (Germany)

Author keywords

Black hole physics; Cosmology: observations; Galaxies: formation; Galaxies: high redshift; H II regions; Hydrodynamics; Intergalactic medium

Indexed keywords

BLACK HOLES; COSMOLOGY; GALAXIES; GRAVITATION; IONIZATION OF GASES; STARS;

BLACK HOLE PHYSICS; COSMOLOGY OBSERVATIONS; GALAXIES:HIGH-REDSHIFT; GALAXY FORMATIONS; H II REGIONS; HIGH MASS X RAY BINARIES; HIGH-REDSHIFT; INTERGALACTIC MEDIUM; PRE-HEATING; REIONIZATION;

HYDRODYNAMICS;

EID: 84899884869     PISSN: 00358711     EISSN: 13652966     Source Type: Journal    
DOI: 10.1093/mnras/stu444     Document Type: Article

References (201)

1. Abel T., Anninos P., Zhang Y., Norman M. L., 1997, New Astron., 2, 181.
2. Abel T., Norman M. L., Madau P., 1999, ApJ, 523, 66.
3. Abel T., Bryan G. L., Norman M. L., 2000, ApJ, 540, 39.
4. Abel T., Wise J. H., Bryan G. L., 2007, ApJ, 659, L87.
5. Agarwal B., Khochfar S., Johnson J. L., Neistein E., Dalla Vecchia C., Livio M., 2012, MNRAS, 425, 2854.
6. Ahn K., Shapiro P. R., 2007, MNRAS, 375, 881.
7. Ahn K., Iliev I. T., Shapiro P. R., Mellema G., Koda J., Mao Y., 2012, ApJ, 756, L16.
8. Alvarez M. A., Bromm V., Shapiro P. R., 2006, ApJ, 639, 621.
9. Alvarez M. A., Wise J. H., Abel T., 2009, ApJ, 701, L133.
10. Aykutalp A., Wise J. H., Meijerink R., Spaans M., 2013, ApJ, 771, 50.
11. Baek S., Di Matteo P., Semelin B., Combes F., Revaz Y., 2009, A&A, 495, 389.
12. Baek S., Semelin B., Di Matteo P., Revaz Y., Combes F., 2010, A&A, 523, A4.
13. Barkana R., 2009, MNRAS, 397, 1454.
14. Barkana R., Loeb A., 2001, Phys. Rep., 349, 125.
15. Bate M. R., Burkert A., 1997, MNRAS, 288, 1060.
16. Belczynski K., Bulik T., Rudak B., 2004, ApJ, 608, L45.
17. Belczynski K., Bulik T., Heger A., Fryer C., 2007, ApJ, 664, 986.
18. Belczynski K., Bulik T., Fryer C. L., Ruiter A., Valsecchi F., Vink J. S., Hurley J. R., 2010, ApJ, 714, 1217.
19. Belczynski K., Bulik T., Fryer C. L., 2012, ApJ, submitted (arXiv:1208.2422).
20. Bondi H., Hoyle F., 1944, MNRAS, 104, 273.
21. Booth C. M., Schaye J., 2009, MNRAS, 398, 53.
22. Bromm V., 2013, Rep. Progress Phys., 76, 112901.
23. Bromm V., Larson R. B., 2004, ARA&A, 42, 79.
24. Bromm V., Loeb A., 2006, ApJ, 642, 382.
25. Bromm V., Kudritzki R. P., Loeb A., 2001, ApJ, 552, 464.
26. Bromm V., Coppi P. S., Larson R. B., 2002, ApJ, 564, 23.
27. Cen R., 2006, ApJ, 648, 47.
28. Chatzopoulos E., Wheeler J. C., 2012, ApJ, 748, 42.
29. Chen X., Miralda-Escudé J., 2008, ApJ, 684, 18.
30. Ciardi B., Salvaterra R., Di Matteo T., 2010, MNRAS, 401, 2635.
31. Clark P. C., Glover S. C. O., Klessen R. S., Bromm V., 2011, ApJ, 727, 110.
32. Datta K. K., Friedrich M. M., Mellema G., Iliev I. T., Shapiro P. R., 2012, MNRAS, 424, 762.
33. Dijkstra M., Haiman Z., Rees M. J., Weinberg D. H., 2004a, ApJ, 601, 666.
34. Dijkstra M., Haiman Z., Loeb A., 2004b, ApJ, 613, 646.
35. Dijkstra M., Haiman Z., Mesinger A., Wyithe J. S. B., 2008, MNRAS, 391, 1961.
36. Dijkstra M., Gilfanov M., Loeb A., Sunyaev R., 2012, MNRAS, 421, 213.
37. Di Matteo T., Springel V., Hernquist L., 2005, Nature, 433, 604.
38. Dopcke G., Glover S. C. O., Clark P. C., Klessen R. S., 2013, ApJ, 766, 103.
39. Dray L. M., 2006, MNRAS, 370, 2079.
40. Edgar R., 2004, New Astron. Rev., 48, 843.
41. Efstathiou G., 1992, MNRAS, 256, 43P.
42. Eldridge J. J., Vink J. S., 2006, A&A, 452, 295.
43. Emberson J. D., Thomas R. M., Alvarez M. A., 2013, ApJ, 763, 146.
44. Fan X. et al., 2006, AJ, 131, 1203.
45. Fialkov A., Barkana R., Visbal E., 2014, Nature, 506, 197.
46. Field G. B., 1958, Proc. IRE, 46, 240.
47. Finlator K., Davé R., Özel F., 2011, ApJ, 743, 169.
48. Finlator K., Oh S. P., Özel F., Davé R., 2012, MNRAS, 427, 2464.
49. Furlanetto S. R., Oh S. P., 2006, ApJ, 652, 849.
50. Furlanetto S. R., Stoever S. J., 2010, MNRAS, 404, 1869.
51. Furlanetto S. R., Oh S. P., Briggs F. H., 2006, Phys. Rep., 433, 181.
52. Gilli R., Comastri A., Hasinger G., 2007, A&A, 463, 79.
53. Glover S. C. O., Abel T., 2008, MNRAS, 388, 1627.
54. Glover S. C. O., Brand P. W. J. L., 2003, MNRAS, 340, 210.
55. Gnedin N. Y., 2000, ApJ, 542, 535.
56. Gnedin N. Y., Kravtsov A. V., Chen H.-W., 2008, ApJ, 672, 765.
57. Greif T. H., Johnson J. L., Klessen R. S., Bromm V., 2009, MNRAS, 399, 639.
58. Greif T. H., Glover S. C. O., Bromm V., Klessen R. S., 2010, ApJ, 716, 510.
59. 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.
60. 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.
61. Grimm H.-J., Gilfanov M., Sunyaev R., 2003, MNRAS, 339, 793.
62. Haiman Z., 2011, Nature, 472, 47.
63. Haiman Z., Rees M. J., Loeb A., 1997, ApJ, 476, 458.
64. Haiman Z., Abel T., Rees M. J., 2000, ApJ, 534, 11.
65. Haiman Z., Abel T., Madau P., 2001, ApJ, 551, 599.
66. Heger A., Fryer C. L., Woosley S. E., Langer N., Hartmann D. H., 2003, ApJ, 591, 288.
67. Hernquist L., Springel V., 2003, MNRAS, 341, 1253.
68. Hirano S., Hosokawa T., Yoshida N., Umeda H., Omukai K., Chiaki G., Yorke H. W., 2013, ApJ, 781, 60.
69. Holley-Bockelmann K., Wise J. H., Sinha M., 2012, ApJ, 761, L8.
70. Hosokawa T., Omukai K., Yoshida N., Yorke H. W., 2011, Science, 334, 1250.
71. Jeon M., Pawlik A. H., Greif T. H., Glover S. C. O., Bromm V., Milosavljevíc M., Klessen R. S., 2012, ApJ, 754, 34.
72. Johnson J. L., Bromm V., 2007, MNRAS, 374, 1557.
73. Johnson J. L., Khochfar S., 2011, ApJ, 743, 126.
74. Johnson J. L., Whalen D. J., Li H., Holz D. E., 2013, ApJ, 771, 116.
75. Justham S., Schawinski K., 2012, MNRAS, 423, 1641.
76. Kato S., Fukue J., Mineshige S., 1998, Black-Hole Accretion Disks. University Press, Kyoto.
77. Kitayama T., Yoshida N., Susa H., Umemura M., 2004, ApJ, 613, 631.
78. Komatsu E. et al., 2011, ApJS, 192, 18.
79. Kowalska I., Bulik T., Belczynski K., 2012, A&A, 541, A120.
80. Kroupa P., 2001, MNRAS, 322, 231.
81. Kudritzki R.-P., Puls J., 2000, ARA&A, 38, 613.
82. Kuhlen M., Madau P., 2005, MNRAS, 363, 1069.
83. Kuhlen M., Madau P., Montgomery R., 2006, ApJ, 637, L1.
84. Li Y., 2011, ApJ, submitted (arXiv:1109.3442).
85. Lidz A., McQuinn M., Zaldarriaga M., Hernquist L., Dutta S., 2007, ApJ, 670, 39.
86. Linden T., Kalogera V., Sepinsky J. F., Prestwich A., Zezas A., Gallagher J. S., 2010, ApJ, 725, 1984.
87. Liszt H., 2001, A&A, 371, 698.
88. Loeb A., 2010, How Did the First Stars and Galaxies Form? Princeton Univ. Press, Princeton, NJ.
89. Machacek M. E., Bryan G. L., Abel T., 2001, ApJ, 548, 509.
90. Machacek M. E., Bryan G. L., Abel T., 2003, MNRAS, 338, 273.
91. Machida M. N., Omukai K., Matsumoto T., Inutsuka S.-I., 2008, ApJ, 677, 813.
92. McQuinn M., 2012, MNRAS, 426, 1349.
93. Madau P., Meiksin A., Rees M. J., 1997, ApJ, 475, 429.
94. Madau P., Haardt F., Rees M. J., 1999, ApJ, 514, 648.
95. Madau P., Rees M. J., Volonteri M., Haardt F., Oh S. P., 2004, ApJ, 604, 484.
96. Majid W. A., Lamb R. C., Macomb D. J., 2004, ApJ, 609, 133.
97. Mapelli M., Colpi M., Zampieri L., 2009, MNRAS, 395, L71.
98. Mellema G., Iliev I. T., Alvarez M. A., Shapiro P. R., 2006, New Astron., 11, 374.
99. Mellema G. et al., 2013, Exp. Astron., 36, 235.
100. Mesinger A., Dijkstra M., 2008, MNRAS, 390, 1071.
101. Mesinger A., Ferrara A., Spiegel D. S., 2013, MNRAS, 431, 621.
102. Miller J. M., Fabbiano G., Miller M. C., Fabian A. C., 2003, ApJ, 585, L37.
103. Milosavljevíc M., Couch S. M., Bromm V., 2009a, ApJ, 696, L146.
104. Milosavljevíc M., Bromm V., Couch S. M., Oh S. P., 2009b, ApJ, 698, 766.
105. Mineo S., Gilfanov M., Sunyaev R., 2012, MNRAS, 419, 2095.
106. Mirabel I. F., Dijkstra M., Laurent P., Loeb A., Pritchard J. R., 2011, A&A, 528, A149.
107. Miralda-Escudé J., Haehnelt M., Rees M. J., 2000, ApJ, 530, 1.
108. Mirocha J., Skory S., Burns J. O., Wise J. H., 2012, ApJ, 756, 94.
109. Mitsuda K. et al., 1984, PASJ, 36, 741.
110. Moretti A., Vattakunnel S., Tozzi P., Salvaterra R., Severgnini P., Fugazza D., Haardt F., Gilli R., 2012, A&A, 548, A87.
111. Mortlock D. J. et al., 2011, Nature, 474, 616.
112. Muratov A. L., Gnedin O. Y., Gnedin N. Y., Zemp M., 2013, ApJ, 773, 19.
113. Oh S. P., 2001, ApJ, 553, 499.
114. Oh S. P., Haiman Z., 2002, ApJ, 569, 558.
115. Okamoto T., Gao L., Theuns T., 2008, MNRAS, 390, 920.
116. O'Shea B. W., Norman M. L., 2008, ApJ, 673, 14.
117. Osterbrock D. E., Ferland G. J., 2006, Astrophysics of Gaseous Nebulae and Active Galactic Nuclei. University Science Books, Mill Valley, CA.
118. Paardekooper J.-P., Pelupessy F. I., Altay G., Kruip C. J. H., 2011, A&A, 530, A87.
119. Park K., Ricotti M., 2011, ApJ, 739, 2.
120. Park H., Shapiro P. R., Komatsu E., Iliev I. T., Ahn K., Mellema G., 2013, ApJ, 769, 93.
121. Pawlik A. H., Schaye J., 2008, MNRAS, 389, 651.
122. Pawlik A. H., Schaye J., 2009, MNRAS, 396, L46.
123. Pawlik A. H., Schaye J., 2011, MNRAS, 412, 1943.
124. Pawlik A. H., Schaye J., van Scherpenzeel E., 2009, MNRAS, 394, 1812.
125. Pawlik A. H., Milosavljevíc M., Bromm V., 2013, ApJ, 767, 59.
126. Pelupessy F. I., Di Matteo T., Ciardi B., 2007, ApJ, 665, 107.
127. Petkova M., Springel V., 2011, MNRAS, 412, 935.
128. Planck Collaboration, Ade P. A. R. et al., 2013, A&A, submitted (arXiv:1303.5076).
129. Power C., Wynn G. A., Combet C., Wilkinson M. I., 2009, MNRAS, 395, 1146.
130. Power C., James G., Combet C., Wynn G., 2013, ApJ, 764, 76.
131. Prieto J., Padoan P., Jimenez R., Infante L., 2011, ApJ, 731, L38.
132. Pringle J. E., 1981, ARA&A, 19, 137.
133. Pritchard J. R., Furlanetto S. R., 2007, MNRAS, 376, 1680.
134. Pritchard J. R., Loeb A., 2012, Rep. Progress Phys., 75, 086901.
135. Razoumov A. O., Sommer-Larsen J., 2006, ApJ, 651, L89.
136. Ricotti M., Ostriker J. P., 2004, MNRAS, 352, 547.
137. Ricotti M., Gnedin N. Y., Shull J. M., 2001, ApJ, 560, 580.
138. Ricotti M., Gnedin N. Y., Shull J. M., 2002, ApJ, 575, 49.
139. Ripamonti E., Mapelli M., Zaroubi S., 2008, MNRAS, 387, 158.
140. Robertson B. E., Ellis R. S., Dunlop J. S., McLure R. J., Stark D. P., 2010, Nature, 468, 49.
141. Safranek-Shrader C., Agarwal M., Federrath C., Dubey A., Milosavljevíc M., Bromm V., 2012, MNRAS, 426, 1159.
142. Saigo K., Matsumoto T., Umemura M., 2004, ApJ, 615, L65.
143. Salvaterra R., Haardt F., Volonteri M., 2007, MNRAS, 374, 761.
144. Salvaterra R., Haardt F., Volonteri M., Moretti A., 2012, A&A, 545, L6.
145. Sazonov S. Y., Ostriker J. P., Sunyaev R. A., 2004, MNRAS, 347, 144.
146. Schaerer D., 2003, A&A, 397, 527.
147. Schaye J., 2001a, ApJ, 559, 507.
148. Schaye J., 2001b, ApJ, 562, L95.
149. Schaye J. et al., 2010, MNRAS, 402, 1536.
150. Scott D., Rees M. J., 1990, MNRAS, 247, 510.
151. Shakura N. I., Sunyaev R. A., 1973, A&A, 24, 337.
152. Shapiro P. R., Giroux M. L., Babul A., 1994, ApJ, 427, 25.
153. Shu F. H., Lizano S., Galli D., Cantó J., Laughlin G., 2002, ApJ, 580, 969.
154. Shull J. M., van Steenberg M. E., 1985, ApJ, 298, 268.
155. Shull J. M., Harness A., Trenti M., Smith B. D., 2012, ApJ, 747, 100.
156. Sijacki D., Springel V., Di Matteo T., Hernquist L., 2007, MNRAS, 380, 877.
157. Smith F. J., 1966, Planet. Space Sci., 14, 929.
158. Smith R. J., Glover S. C. O., Clark P. C., Greif T., Klessen R. S., 2011, MNRAS, 414, 3633.
159. Sobacchi E., Mesinger A., 2013, MNRAS, 432, 3340.
160. Soria R., 2007, Ap&SS, 311, 213.
161. Springel V., 2005, MNRAS, 364, 1105.
162. Springel V., Hernquist L., 2002, MNRAS, 333, 649.
163. Springel V., White S. D. M., Tormen G., Kauffmann G., 2001, MNRAS, 328, 726.
164. Springel V., Di Matteo T., Hernquist L., 2005, MNRAS, 361, 776.
165. Stacy A., Bromm V., 2013, MNRAS, 433, 1094.
166. Stacy A., Greif T. H., Bromm V., 2010, MNRAS, 403, 45.
167. Stacy A., Greif T. H., Bromm V., 2012, MNRAS, 422, 290.
168. Tanaka T., Perna R., Haiman Z., 2012, MNRAS, 425, 2974.
169. Tegmark M., Silk J., Rees M. J., Blanchard A., Abel T., Palla F., 1997, ApJ, 474, 1.
170. Thomas R. M., Zaroubi S., 2008, MNRAS, 384, 1080.
171. Thoul A. A., Weinberg D. H., 1996, ApJ, 465, 608.
172. Tokutani M., Yoshida N., Oh S. P., Sugiyama N., 2009, MNRAS, 395, 777.
173. Treister E., Schawinski K., Volonteri M., Natarajan P., Gawiser E., 2011, Nature, 474, 356.
174. Trenti M., Stiavelli M., Michael Shull J., 2009, ApJ, 700, 1672.
175. Turk M. J., Abel T., O'Shea B., 2009, Science, 325, 601.
176. Venkatesan A., Benson A., 2011, MNRAS, 417, 2264.
177. Verner D. A., Ferland G. J., Korista K. T., Yakovlev D. G., 1996, ApJ, 465, 487.
178. Volonteri M., Bellovary J., 2012, Rep. Progress Phys., 75, 124901.
179. Volonteri M., Gnedin N. Y., 2009, ApJ, 703, 2113.
180. Whalen D., Abel T., Norman M. L., 2004, ApJ, 610, 14.
181. Wheeler J. C., Johnson V., 2011, ApJ, 738, 163.
182. Wiklind T., Mobasher B., Bromm V., eds, 2013, Astrophysics and Space Science Library, Vol. 396, The First Galaxies: Theoretical Predictions and Observational Clues. Springer-Verlag, Berlin.
183. Willott C. J. et al., 2010, AJ, 139, 906.
184. Wise J. H., Abel T., 2005, ApJ, 629, 615.
185. Wise J. H., Abel T., 2008a, ApJ, 684, 1.
186. Wise J. H., Abel T., 2008b, ApJ, 685, 40.
187. Wise J. H., Cen R., 2009, ApJ, 693, 984.
188. Wise J. H., Turk M. J., Norman M. L., Abel T., 2012, ApJ, 745, 50.
189. Wolcott-Green J., Haiman Z., 2011, MNRAS, 412, 2603.
190. Wolcott-Green J., Haiman Z., Bryan G. L., 2011, MNRAS, 418, 838.
191. Wouthuysen S. A., 1952, AJ, 57, 31.
192. Xu H., Wise J. H., Norman M. L., 2013, ApJ, 773, 83.
193. Yajima H., Li Y., 2013, MNRAS, submitted (arXiv:1308.0381).
194. Yajima H., Choi J.-H., Nagamine K., 2011, MNRAS, 412, 411.
195. Yoon S.-C., Dierks A., Langer N., 2012, A&A, 542, A113.
196. Yoshida N., Abel T., Hernquist L., Sugiyama N., 2003, ApJ, 592, 645.
197. Yoshida N., Oh S. P., Kitayama T., Hernquist L., 2007, ApJ, 663, 687.
198. Zahn O. et al., 2012, ApJ, 756, 65.
199. Zaroubi S., 2013, inWiklind T., Mobasher B., Bromm V., eds, Astrophysics and Space Science Library, Vol. 396, The First Galaxies. Springer-Verlag, Berlin, p. 45.
200. Zaroubi S., Thomas R. M., Sugiyama N., Silk J., 2007, MNRAS, 375, 1269.
201. Zygelman B., 2005, ApJ, 622, 1356.