FIRE-3 줌인 시뮬레이션으로 본 1세대 별이 초희미 왜소은하 원소 함량에 미친 영향

국부은하군(Local Group) 초희미 왜소은하에서 관측된 항성질량-금속함량 관계는 기존 이론 예측과 어긋나 있어, 낮은 금속함량 영역에서 추가적인 원소 공급 경로가 필요하다는 지적이 나온다. 연구진은 1세대 별(Population III)에 대한 서로 다른 서브그리드 모형을 적용해 고립된 초희미 왜소은하(최대 바리온 분해능 약 30 태양질량, 0.1pc)와 대마젤란운 질량 환경(약 110 태양질량, 0.5pc)을 z=0까지 계산한 FIRE-3 우주론적 줌인 시뮬레이션을 제시했다. 그 결과 1세대 별 모형은 z=0에서 금속함량 하한선(Z_floor 약 1e-5~1e-3 Zsun, [Fe/H]_floor 약 -7~-5)을 만들어내지만, 모형을 포함하는 것만으로 대부분의 초희미 왜소은하가 관측값인 [Fe/H] 약 -2.5까지 농축되지는 않았다. 해당 수준까지 농축된 은하들은 1세대 별 이후에도 별 생성이 길게 이어졌고 백색왜성 기원 Ia형 초신성에서 상당한 철 공급을 받은 것으로 나타나, 1세대 별만으로는 철 농축이 충분하지 않음을 시사한다.