Lensing signals in the Hubble Ultra-Deep Field using all 2nd order shape deformations
HST超深场的长曝光时间加上使用经验推导的位置相关PSF，使我们能够测量心形线/位移失真映射系数以及改进六极映射系数。我们证实，弯曲的背景星系聚集在相同的角度尺度上发现在HST深场北。新的心形线/位移映射系数与六极和四极系数的乘积强相关。人们会期望看到这样的相关性，从适合背景星系的四极矩和六极矩。偏离这种相关性的事件预计将出现由于透镜的地图系数的变化，并使用此标准选择的几个星系子集确实是成团的。
2006-07-02 astro-ph
The galaxy luminosity - size relation and selection biases in the Hubble Ultra Deep Field
我们利用哈勃超深场研究了星系的亮度-尺寸（M-Re）分布。由于检测的完整性和测量的可靠性，我们确定的M-Re平面的一系列体积有限的样品中的无偏置区域的选择效果进行了仔细的分析。通过比较附近的调查也有明确的选择限制，即千年星系表，我们提出了明确的证据，在表面亮度的演变，因为z ~ 0.7。具体地说，我们证明了在一个亮度跨度为8个星等的样本中，在M = -22到-14等之间，星系的平均静止坐标系B带表面亮度从z ~ 0. 1到z ~ 0. 7增加了约1. 0等/角秒^[2]。我们还强调了考虑表面亮度依赖的测量偏差的重要性，除了不完整的偏见。特别是，越来越多的，系统性的低估克朗通量对低表面亮度可能会导致扩散，但发光，系统被误认为是微弱的，紧凑的对象。
2007-01-15 astro-ph
GRAPES, Grism Spectroscopy of the Hubble Ultra Deep Field: Description and Data Reduction
我们提出了深无偏光谱的哈勃超深场（UDF）进行使用狭缝棱镜光谱模式的哈勃太空望远镜（HST）的高级相机的调查。GRISm ACS河外科学计划（GRAPES）在HST上使用40个轨道（$9.2 \times 10^4$秒）实现了与$z_{AB}=27.2$一样微弱的连续探测。在四个取向角处获取数据以校正光谱的重叠。GRAPES数据为$5500Å< λ< 10500Å$提供了一个独特的、不间断的、低分辨率（R=100）的光谱覆盖范围，使我们能够在$4 < z < 7$上探测到高红移星系，无论它们是否具有$\lya$线或仅仅显示莱曼破裂，以及以无偏的方式发现低光度活动星系核。本文详细介绍了观测和数据处理，并检查提取的光谱的质量。随后的论文将讨论数据分析。提取和校准的GRAPES光谱可从STScI的MAST获得。
2004-05-13 astro-ph
The Hubble Ultra Deep Field
本文介绍了哈勃超深场（HUDF），一个100万秒曝光的11平方弧分的区域在南部天空与哈勃太空望远镜。曝光时间在四个滤光片F435 W（B435）、F606 W（V606）、F775 W（i775）和F850 LP（z 850）之间分配，以给出点源的近似均匀的极限星等mAB~29。该图像包含至少10，000个对象作为目录呈现在这里。如果有任何星系的红移大于~4类似于今天的螺旋或椭圆星系。使用莱曼中断辍学的方法，我们发现504 B-辍学，204 V-辍学，和54 i-辍学。使用这些样本，是在不同的红移，但来自相同的数据，我们发现没有证据的变化，星系的特征光度，但一些证据表明，在红移4和7之间的数量密度下降。这些样本的紫外光光度密度主要是由比特征光度更暗的星系决定的，而HUDF显示出的光度比浅的调查要多得多。星系的视紫外光光度密度似乎从几个红移减少到大于6的红移。最高红移的样本表明，在宇宙大爆炸后不到10亿年的时间里，在星系被观测到的最早时期，恒星的形成已经很活跃了。
2006-07-27 astro-ph
Tracing Galaxy Assembly: Tadpole Galaxies in the Hubble Ultra Deep Field
在哈勃超深空（HUDF）中，可以看到大量的星系，它们的一端有一个结，加上一个延长的尾巴，类似于蝌蚪。这些“蝌蚪星系”似乎动态不放松-大概在早期的合并状态-潮汐相互作用可能创造了扭曲的结加尾形态。在这里，我们系统地选择蝌蚪星系的HUDF和研究它们的光度红移的函数的性质。在一项伴随的HUDF可变性研究中，Cohen等人（2005）发现了总共45个被认为是活动星系核（AGN）的可变物体。在这里，我们表明，这个微弱的活动星系核样本没有重叠的蝌蚪星系样本，理论工作所预测的。蝌蚪形态-结合与可变物体缺乏重叠-支持这些星系处于早期合并事件过程中的想法，即，这一阶段可能先于活动星系核的任何组成部分的“开启”和任何点源变率的开始。
2005-11-14 astro-ph
Rest-frame Ultraviolet-to-Optical Properties of Galaxies at z ~ 6 and 5 in the Hubble Ultra Deep Field: from Hubble to Spitzer
我们使用的数据从第一个时期的观测与IRAC/斯皮策的货物检测和研究的LBG在z ~ 6至5的HUDF，其中六个光谱确认的集合。在这些红移，IRAC样本静止帧光学光在0.5至0.8微米的范围内，其中尘埃消光的影响较小，对来自演化恒星的光的灵敏度大于从地面或HST观察到的较短的静止帧UV。因此，它为这些星系的恒星星族的年龄和质量提供了有用的限制。我们发现，许多这些星系的SED是最好的拟合模型的恒星星族的质量为几个× 1 e10 M_sun，与几百万年的年龄，值非常类似的典型的LBG在z ~ 3。当宇宙只有1 Gyr的时候，一些星系已经形成了接近今天银河系的恒星质量，并且它们在z > 7时开始形成这些恒星，在某些情况下更早。我们发现，在这个质量范围内的星系的空间密度的下限是一致的，从最近的流体动力学模拟在LCDM宇宙的结构形成的预测。我们样本中的所有物体都与太阳金属丰度一致，这表明它们可能已经被金属严重污染。来自模型拟合的尘埃红化的值很低或为零，我们发现，一些星系的休息帧紫外线的颜色，甚至比我们比较的恒星星族模型预测的更蓝。这些颜色可能是由于存在非常大质量的恒星（> 100 M_sun），或者比通常假设的更弱的星系际HI吸收。
2005-07-28 astro-ph
Faint U-Band Dropouts in the WFPC2 Parallels of the Hubble Ultra Deep Field
我们结合数据从极深的哈勃空间望远镜$U$（F300 W）的图像使用WFPC 2的哈勃超深场运动的平行观测的一部分，与$BVi$图像从大天文台起源深调查（GOODS），以确定一个样本的莱曼break星系的红移范围$2.0 \lesssim z \lesssim 3.5$。我们使用最近的恒星星族合成模型与各种各样的年龄，金属丰度，红移，和尘埃含量，并详细表示的\HI宇宙不透明度作为红移的函数模型的颜色的星系在我们的组合WFPC 2/ACS过滤器。使用这些模型，我们推导出改进的颜色选择标准，这些标准提供了在该红移范围内相对清晰的恒星形成星系的清晰选择。我们的WFPC 2/F300 W图像是在该波长下获得的最深图像。在WFPC 2/F300 W图像中，在0.2弧秒$^2$上测量的$10σ$极限星等为27.5等，比哈勃深场（HDF）-N的F300 W图像深0.5等。相对于HDF的这个额外的深度允许我们沿着独立的视线直接探测比HDF数据可访问的深度深约0.5个数量级的光度函数。我们的样本恒星形成星系与$2.0 \lesssim z \lesssim 3.5$包括125个对象，其中大多数显示clusional形态。我们测量的恒星形成率密度为0.18 $M_\odot \rm yr^{-1} Mpc^{-3}$，略高于哈勃深场测量的值。
2006-05-10 astro-ph
Resolved Galaxies in the Hubble Ultra Deep Field: Star Formation in Disks at High Redshift
为了了解早期宇宙中恒星形成的环境和性质，研究了哈勃空间望远镜超深场（UDF）中所有已分辨星系的光度红移分布、光谱类型、Sersic指数和大小。在短波长（静止坐标系<5000埃）下明亮的星团盘星系在UDF中占主导地位，z~5.5。它们在V/V_max和同向体积密度上的均匀性表明它们走得更远，总时间比它们的瞬时恒星形成时间大一个数量级以上。它们先于并伴随着遥远的红色星系和极端红色物体的形成时代。前面那些可能是合并前的物体，它们在z~2到3处合并成红色的球状类型。不经历合并的星云盘很可能演化成螺旋。星团盘的形态、团块的大小和分离，以及这种结构在早期宇宙中的普遍性，都表明大多数恒星的形成是通过盘气体的自身引力坍缩发生的。
2007-01-05 astro-ph
Ultraviolet Galaxy Counts from STIS Observations of the Hubble Deep Fields
我们目前的星系计数在近紫外线（NUV; 2365 nm）和远紫外线（FUV; 1595 nm）从空间望远镜成像光谱仪（STIS）的观测部分的哈勃深场北（HDFN），哈勃深场南（HDFS），和一个平行的领域附近的HDFN。所有三个领域都有深（AB $>$ 29）的光学成像，我们确定的幅度采取的限制光学等照度线内检测到的紫外线通量。对检测到的物体的UV光学颜色的分析，结合UV图像的视觉检查，表明在UV图像中没有在光学中未检测到的可检测物体。我们确定我们的检测区域和完整性作为一个函数的大小与模拟的星系分布的基础上HDFN宽视场行星相机2（WFPC 2）V+I图像。星系计数达到$NUV_{AB}=29$和$FUV_{AB}=30$，比HDFN WFPC 2/F300 W计数暗1等，比气球计数暗7等。我们整合我们的测量，提出河外背景辐射来自解决对象。NUV星系计数显示，在大约$NUV_{AB}=26.0$时开始变平或翻转，这既不是基于局部光度函数的无演化模型预测的，也不是由半解析模型预测的，在该模型中，恒星爆发是由主要合并引起的。FUV计数也显示出平坦的斜率。我们认为，平坦的斜坡可能是由于恒星形成的占空比短，小合并引发的额外的星爆，以及星爆事件之间的延长静止期。
2000-08-16 astro-ph
Central Blue Clumps in Elliptical Galaxies of the Hubble Ultra Deep Field
在哈勃超深空（UDF）中，对大于10像素的椭圆星系进行了内部结构调查;在884个形态分类的星系样本中，100个中有30个在其中心附近显示出大的蓝色团块。最好的情况下，不清晰掩蔽图像。色-色图和色-星等图上的团簇分布与UDF场中相同大小的孤立天体的分布基本相同，表明可能是吸积源。在少数几个公布了红移值的例子中，星系团的质量和恒星形成年龄是从恒星演化模型中确定的，星系的质量也是如此。可能是由于选择效应，团块质量与星系质量成比例，对于质量在10^{9} Msun到10^{11} Msun之间的星系，团块质量的范围在10^6 Msun到10^8 Msun之间。丛星的形成年龄在10^7年到2x10^8年之间。在其间的几年里，随着部分蒸发和核心收缩，其中一些团块可能类似于今天的球状星团。蒸发的恒星将对椭圆星系中的场人口做出贡献。
2005-04-01 astro-ph
The Ultraviolet Luminosity Density of the Universe from Photometric Redshifts of Galaxies in the Hubble Deep Field
对哈勃深空（HDF）和其他深空探测的研究揭示了宇宙中紫外线（UV）光度密度的明显峰值，因此恒星形成率密度在红移1<z<2处。我们使用星系的光度红移的HDF确定共动UV光度密度，并发现，当误差（特别是采样误差）被适当占，一个平坦的分布是统计上无法区分的分布峰值在z~1.5。此外，我们研究宇宙学表面亮度（SB）调暗对这些测量的影响，通过应用一个统一的SB削减所有星系流量后，将它们校正到红移z=5。我们发现，在相同的内禀表面亮度灵敏度的所有星系相比，高的本征SB区域贡献的UV光度密度增加了近两个数量级，从z~0到z~5。这表明，存在着一个在高红移处具有非常高的恒星形成率的天体群体，而在低红移处显然不存在。因此，恒星形成的高峰可能发生在z>2的地方。
1998-10-06 astro-ph
A faint red stellar halo around an edge-on disc galaxy in the Hubble Ultra Deep Field
我们分析了位于哈勃超深场（UDF）内的一个高度倾斜（i>~80度）盘状星系的详细结构。UDF数据的深度是前所未有的，这使得在这个红移z=0.32的系统中，可以可靠地追踪到表面亮度水平为mu_{V,i,z} ~29-30 mag/arcsec ^2（对应于静止坐标系的等效值为mu_{g,r,i} ~28-29 mag/arcsec ^2）的圆盘和面外辐射。我们检测到圆盘上方的过量发射，其特征在于适度平坦（b/a~0.6）的幂律（I与R^（-2.6）成比例）。这个组成部分的结构和颜色与SDSS对本地盘星系的叠加分析中检测到的恒星晕非常相似（Zibetti，White和Brinkmann 2004），并支持我们在这个遥远的系统中检测到恒星晕的想法。虽然从正常的恒星星族来看，晕的特殊颜色很难理解，但UDF和SDSS分析之间的一致性表明，它们不能轻易被忽视。
2004-06-08 astro-ph
The Ultraviolet Luminosity Density of the Universe from Photometric Redshifts of Galaxies in the Hubble Deep Field
对哈勃深空（HDF）和其他深空探测的研究揭示了宇宙中紫外线（UV）光度密度的明显峰值，因此恒星形成率密度在红移1<z<2处。我们使用星系的光度红移的HDF确定共动UV光度密度，并发现，当误差（特别是采样误差）被适当占，一个平坦的分布是统计上无法区分的分布峰值在z~1.5。此外，我们研究宇宙学表面亮度（SB）调暗对这些测量的影响，通过应用一个统一的SB削减所有星系流量后，将它们校正到红移z=5。我们发现，在相同的内禀表面亮度灵敏度的所有星系相比，高的本征SB区域贡献的UV光度密度增加了近两个数量级，从z~0到z~5。这表明，存在着一个在高红移处具有非常高的恒星形成率的天体群体，而在低红移处显然不存在。因此，恒星形成的高峰可能发生在红移z~>5的地方。
1998-09-24 astro-ph
Redshifts of Emission Line Objects in the Hubble Ultra Deep Field
我们目前的红移115发射线对象在哈勃超深场（HUDF）确定通过GRism ACS计划河外科学（GRAPES）项目使用狭缝棱镜光谱模式的ACS相机的哈勃太空望远镜（HST）。通过对所有提取的一维GRAPES光谱进行发射线搜索来选择样品。我们使用线波长比来识别发射线，其中在棱镜波长范围（5800 A < lambda <9600 A）内检测到多条线，并且使用光度红移信息来识别多条线。然后，我们推导出红移使用确定的线。基于统计不确定性估计和与已发表的地基光谱的比较，我们的红移精确到delta（z）= 0.009。超过40%的样本比地基光谱学的典型星等限制（i_{AB} >25等）更暗。如果没有我们的深入调查，这些发射线可能仍然没有被发现。发射线天体分为3类：1）大多数是低到中等红移的星系（0 < z < 2），包括许多具有强HII区的活跃恒星形成星系; 2）9个是高红移（4 < z < 7）莱曼α发射体; 3）至少3个是候选活动星系核。
2007-01-30 astro-ph
Clues to AGN Growth from Optically Variable Objects in the Hubble Ultra Deep Field
我们提出了一个光度搜索的对象与点源组件是光学可变的时间尺度上的几个星期-月在哈勃超深场（HUDF）的i '（AB）=28.0马格。数据被分成四个子堆栈的近似相等的曝光时间。通过研究四个不同时期之间的光度误差分布，并从4644个物体的原始目录中选择622个候选者作为3.0西格玛离群值，选择表现出光学可变性签名的物体。其中，45个被目视确认为没有来自近邻的污染或各种类型的图像缺陷。其中四个位于钱德拉X射线源的位置误差范围内，其中两个是光谱证实的活动星系核。所选择的变量样本的光度红移分布进行了比较，场星系，我们发现，一个恒定的分数~1%的所有场对象的变化范围为0.1<z<4.5。结合其他最近的HUDF结果，以及最近的国家的最先进的数值模拟，我们讨论了星系的层次合并和活动星系核的增长之间的潜在联系。
2006-01-17 astro-ph
Morphology and evolution of emission line galaxies in the Hubble Ultra Deep Field
我们调查的性质和演化的样本的星系选择具有突出的发射线在低分辨率的棱镜光谱的哈勃超深场（HUDF）。这些天体，eGRAPES，是晚型蓝星系，在4350 A静止坐标系中具有小的适当尺寸（R_50 < 2 kpc），低质量（5 × 10^9太阳质量），以及宽范围的光度和表面亮度。这些天体的质量、大小和体积密度在z=1.5的红移范围内变化很小。另一方面，它们的表面亮度从z=1.5到z=0显著降低，而它们的质光比增加了两倍。这可能是一个迹象，表明大多数低红移的eGRAPES比高红移的eGRAPES有更老的恒星星族，因此大多数eGRAPES形成于更高的红移。eGRAPES的平均体积密度为（1.8 \pm 0.3）x10^{-3} Mpc^{-3}，在0.3 < z < 1.5之间。许多eGRAPES将正式被归类为发光紧凑型蓝色星系（LCBG），如果这些已经选择的基础上小的物理尺寸，蓝色的固有颜色，和高表面亮度，而本文讨论的样本的其余部分形成了一个扩展的LCBG对微弱的光度。
2005-09-19 astro-ph
The Structures of Distant Galaxies I: Galaxy Structures and the Merger Rate to z~3 in the Hubble Ultra-Deep Field
本文开始了一个系列，我们检查遥远星系的结构，以直接确定其形成模式的历史。我们通过检查哈勃超深视野中z_F850LP < 27星系的结构开始这个系列，这是迄今为止拍摄的最深的高分辨率光学图像。我们利用这张图像研究了星系结构的一些基本特征。其中包括：（1）视觉眼球分类和非参数定量（CAS，Gini/M_20）方法的一致性;（2）遥远星系的定量结构如何作为静止坐标系波长的函数而变化;（3）z~3范围内遥远星系结构的演化。我们的主要结论之一是，大多数z_850 < 27的星系在外观上是特殊的，并且星系组装正在迅速发生，即使到目前为止。我们发现，通过眼睛和通过定量的方法，以及CAS和Gini/M_20参数之间的一般协议的星系分类之间的一般协议。我们发现Gini/M_20方法比CAS系统发现了更多的星系合并，但包含了更多的非合并污染。我们进一步计算了UDF中星系的合并率，直到z~3，发现随着红移和恒星质量的增加，证实了以前在哈勃深场的工作。我们发现，M_{*} > 10 ^10 M_0的大质量星系在z < 3时经历了4.3_+0.8^-0.8次主星系合并，所有这些合并都发生在z > 1时。
2007-11-15 astro-ph
Galaxy Morphologies in the Hubble Ultra Deep Field: Dominance of Linear Structures at the Detection Limit
哈勃超深场（UDF）中大于10像素（0.3角秒）的星系已根据形态进行分类，并给出了它们的光度特性。有269个螺旋星系，100个椭圆星系，114个链星系，126个双团星系，97个蝌蚪星系和178个团簇星系。我们还编目了30个B波段和13个V波段的脱落，并计算了它们的恒星形成率。链，双，蝌蚪占主导地位的其他类型在微弱的幅度。螺旋中明显条形的比例约为10%，比其他深度调查低2-3倍。椭圆星系的轴比分布函数与局部观测到的相似，表明椭圆星系很快松弛成标准化的形状。旋涡星系的轴比分布与局部有很大的不同，在~0.55处有一个明显的峰值，而不是一个几乎平坦的分布。小轴比时的衰减值高于局部值，表明圆盘较厚，约为2倍。在高轴比的下降可能是从内在的三轴形状或选择效应。倾斜的磁盘应该更高的采样比面对磁盘附近的表面亮度限制的调查。简单的模型和数据分布证明了这些影响。在高红移处明显的旋涡星系数量的减少可能部分是表面亮度选择的结果。
2005-08-09 astro-ph
Near-Infrared Properties of I-Drop Galaxies in the Hubble Ultra Deep Field
本文分析了HST/ACS超深场（HUDF）中心区27个i '-drop候选z~6星系的近红外HST/NICMOS F110 W（J）和F160 W（H）波段测光。20个不受近邻影响的物体的红外颜色与高红移解释一致。这表明这个i '-drop样品的低红移污染小于在更亮的量级上观察到的，其中已经报道了10-40%的值。J-H的颜色与f_nu（f_lam \propto lam^{-2}）中的斜坡平坦一致，这与未红化的星暴的预期一致。然而，有证据表明光谱斜率（f_lam propto lam^{-2.2）略偏蓝，这可能表明恒星爆发非常年轻（约1000万年前），或者初始质量函数顶部较重，尘埃较少。低水平的污染，中值光度红移的z~6.0和蓝色光谱斜率，推断使用近红外数据，支持的有效性的假设，在我们早期的工作中估计的恒星形成率，大多数的i-滴候选星系位于z~6。
2005-04-05 astro-ph
Spectroscopic Confirmation of Faint Lyman Break Galaxies at Redshifts Four and Five in the Hubble Ultra Deep Field
我们提出了迄今为止最微弱的光谱确认的红移4和5莱曼break星系的样本。该样本基于GRAPES（Grism ACS Program for Extragalactic Science）和PEARS（Probing Evolution and Reionization Spectroscopically）项目中哈勃超深场区域的无狭缝棱镜光谱，使用HST Advanced Camera for Surveys上的G800 L棱镜。我们在这里报告确认的39个星系，预选为候选人莱曼break星系使用光度选择标准。我们比较了一个“传统的”V-退出选择一个更自由的（与V-i > 0.9），并发现传统的标准是约64%的完整性和81%的可靠性。我们还研究了我们的样品的莱曼α发射特性。我们发现，莱曼α发射检测到约1/4的样品，我们的宽带颜色选择的样品包括55%的先前公布的线选择莱曼α源。最后，我们检查我们堆叠的2D光谱。我们表明，强大的，空间扩展（角秒尺度）莱曼α发射是不是这些莱曼破裂星系的一个通用属性，但适度的扩展莱曼α光球（相比星光）可能存在于那些星系突出莱曼α发射。
2008-05-07 astro-ph
The Morphological Demographics of galaxies in the ACS Hubble Ultra Deep Parallel Fields
利用哈勃超深场的公共平行NICMOS观测数据，在F435 W（B）、F606 W（V）、F775 W（i）和F850 LP（z）滤波器上获得的深ACS图像，对远场星系进行了形态学分析。我们形态分离星系使用视觉分类和基于客观机器的选择相结合。我们用不对称性（A）和中心浓度（C）参数来描述z_AB<25等的星系。我们利用贝叶斯光度红移（BPZ），这使我们能够调查其形态人口统计与红移的演变，我们的样本的优势，并估计红移。利用模板拟合模型和极大似然方法，计算了z~1.3范围内星系的恒星形成率（SFR）以及不同形态类型星系对SFR的贡献。我们报告说，螺旋是总SFR的主要供应商。E/S 0 s的贡献在z~1处消失，而Irr/Pec群体在z~1.0处持续上升以匹配螺旋贡献。我们使用i-z和V-i色星等图来约束星系的形成历史，发现E/S 0 s既显示了z~1.2处的发光红色星系的人口，也显示了类似于Irr/Pec在类似红移处的更蓝更暗的人口。
2005-09-26 astro-ph
Emission-Line Galaxies from the PEARS Hubble Ultra Deep Field: A 2-D Detection Method and First Results
哈勃空间望远镜（HST）高级巡天照相机（ACS）棱栅PEARS（探测演化和再电离光谱）巡天提供了GOODS南北场数千个星系的低分辨率光谱的大型数据集。这些数据中的一个重要的对象子集是发射线星系（ELG），我们已经研究了几种不同的方法，旨在系统地选择这些星系。在这里，我们提出了一种新的方法和结果的搜索这些ELG在PEARS观测的哈勃超深场（HUDF）使用的2D检测方法，利用观测，许多发射线起源于星系内的clujerk结。这种二维线发现的方法被证明是有用的，在检测发射线从星系内的紧凑的结，否则可能无法检测到使用更传统的一维线发现技术。我们在HUDF中总共发现了96条发射线，来自63个星系中的81个不同的“结”。我们发现，一般来说，[OIII]发射器是最常见的，占样本的44%，平均具有高等效宽度（70%的[OIII]发射器具有静止帧EW> 100 A）。有12个星系有多个发射节点-不同的节点表现出不同的通量值，这表明在一个星系中不同的恒星形成特性一般可以在红移z~0.2 - 0.4进行探测。最普遍的形态是大的面对螺旋和cluerous相互作用的系统，许多是独特的检测，由于这里描述的2D方法，从而突出了这种技术的优势。
2008-02-20 astro-ph
Discovery of Massive Evolved Galaxies at z > 3 in the Hubble Ultra Deep Field
基于NICMOS F110 W和F160 W带通之间明显的宽带不连续性，我们已经在中央5.76弧分^[2]的哈勃超深场NICMOS区域中识别出了6个z>2.8的早型星系。这些星系具有红色的光学和近红外颜色（AB_F775W - AB_F160W >= 2），这不能完全用尘埃变红来解释（表明年龄很大），它们在静止帧光学波长下的光度表明它们有相当大的恒星质量。其中一个星系在X射线中被探测到，可能有一个活跃的核区，而其余的星系估计在z ~ 3处年龄至少为1 Gyr，总恒星质量为（0.4 - 9.1）x 10^{10} h^{-2} M_ \odot。对于M > 10^9 h^{-2} M_ \odot且z>2.5的大质量演化星系，我们计算了一个累积的共动恒星质量密度rho_star = 0.7 - 1.2 x 10^7 h M_PDMATHABMM Mpc^{-3}.不同类型星系中恒星质量密度的比较表明，即使在这些早期时期，大质量演化星系也占总恒星质量密度的16 - 28%。最后，对ACS和NICMOS图像中观察到的它们的形态进行分析表明，活动星系具有紧凑的结构，而其他星系则不那么集中。在z ~ 3时，宇宙只有2 Gyr的年龄，大质量演化星系的存在表明，早期恒星形成可能在大质量晕中特别有效。
2004-07-23 astro-ph
Far-Ultraviolet Imaging of the Hubble Deep Field North: Star Formation in Normal Galaxies at z<1
我们提出了远紫外（FUV）成像的哈勃深场北（HDF-N）采取的太阳盲通道的高级相机的调查（ACS/SBC）和FUV MAMA探测器的空间望远镜成像光谱仪（STIS）板载的哈勃太空望远镜。在1600埃观测到了WFPC 2的全深场。我们探测到了134个星系和一颗恒星，其极限为FUV_{AB} ~ 29。所有源在WFPC 2映像中都有对应的源。所检测到的源的红移（光谱或光度）在0<z<1的范围内。我们发现，远紫外线的星系数计数高于GALEX报告，我们至少部分归因于宇宙的变化在小HDF-N的视野。HDF-N中z<0.85的13个钱德拉源中有6个在FUV中被探测到，这些源与恒星暴增而不是活动星系核相一致。通过与Spitzer源的互相关，我们发现FUV探测结果与预期的L_IR/L_UV与Beta关系基本一致。我们推断恒星形成率（SFR），使用UV斜率进行消光校正，并发现FUV检测到的星系的中值为0.3 Msun/yr，75%的检测到的源的SFR<1 Msun/yr。检查源的形态分布，我们发现，大约一半的FUV检测到的源被确定为旋涡星系。在FUV中检测到一半的z<0.85的形态选择的球状体，这表明这些来源在z=1的时代有显着的正在进行的恒星形成。
2006-06-10 astro-ph
Star Formation History of the Hubble Ultra Deep Field: Comparison with the HDFN
我们使用NICMOS国库和ACS HUDF图像测量的消光校正的恒星形成历史的4681个星系在这两个图像共同利用的恒星形成率分布函数和其他技术类似的NICMOS和WFPC 2图像中的HDFN。与HDFN不同的是，HUDF的NICMOS区域似乎缺乏红移超过3的高亮度和高恒星形成率星系。HUDF提供了一个与HDFN完全不相关的区域，因此提供了宇宙恒星形成历史的独立测量。HUDF和HDFN的合并恒星形成率显示，平均恒星形成率为0.2太阳质量/yr/m3。在z = 1-3时，组合场的平均SFR为每年每立方百万秒差距0.29太阳质量，而在z = 4-6时，平均值为每年每立方百万秒差距1.2太阳质量。所有红移的SFR都在所有红移的平均值的3 sigma内。
2006-05-02 astro-ph
Stars in the Hubble Ultra Deep Field
我们在哈勃超深空中确定了46个未解析的候选源，低至i775 = 29.5。使用参数S来识别未分辨的物体，该参数S测量与点源的生长曲线的偏差。对这一参数进行了广泛的测试，包括降低信噪比和恒星视运动的影响，结果表明，可以可靠地识别出亮度超过i775 = 27.0的恒星。28个亮于i775 = 27.0的天体的低分辨率棱镜光谱鉴定出18个M和更晚的恒星型矮星，2个候选L型矮星，2个类星体和4个白矮星。利用观测到的光谱类型为M4或更高的矮星，我们推导出M星和L星的银盘尺度高度为400 \pm 100 pc。局部白矮星的密度被计算为（1.1 \pm 0.3）x10^（-2）星/pc ^3。根据相隔73天的观测，我们确定该领域中没有任何物体的自行大于0.027”/年（3西格玛检测限）。在HUDF中没有发现高速白矮星，所有四个候选者似乎更有可能是银河系厚盘的一部分。没有探测到晕白矮星意味着，如果暗物质晕的年龄是12 Gyr，那么白矮星占暗物质晕质量的不到10%。
2004-12-03 astro-ph
Galaxy number counts - V. Ultra-deep counts: The Herschel and Hubble Deep Fields
我们目前的u，b，r和i星系数计数和颜色都从北，南哈勃太空望远镜深场和威廉赫歇尔深场。后者包括一个7 'x7'的天空区域，最深处达到b~28.5。我们表明，简单的Bruzual和Charlot的进化模型，假设指数增加的恒星形成率与回望时间和q_0=0.05继续给予良好的适合星系计数和颜色的深成像数据。当q_0=0.5时，需要一个额外的“消失的矮”星系群来满足光学计数。当我们比较在2<z<3.5范围内观测到的和预测的紫外线衰减星系数时，我们发现非常一致，这表明星系的空间密度可能自z=0以来没有太大变化，并确定莱曼破裂星系与演化的螺旋光度函数的亮端。对3.5<z<4.5范围内的B dropout星系进行同样的比较，我们发现本质明亮星系的空间密度保持不变，但与模型相比，暗星系的空间密度下降了约5倍，这与L* 星系在z~4时已经存在但矮星系可能在3<z<4时形成的想法一致。
2000-10-07 astro-ph
Observations of Thick Disks in the Hubble Space Telescope Ultra Deep Field
利用哈勃空间望远镜超深场（UDF）观测的链状和旋涡星系的垂直剖面，拟合sech^2（z/z_0）函数，并与恒星剖面进行卷积，以测量四个通带的盘标度高度z_0。避免了螺旋的凸出区域。测光红移给出了绝对尺度。这些星系中的巨大团块的均方根高度也被测量。结果表明，UDF盘是厚的，平均z_0为1.0 \pm 0.4 kpc。径向指数标度长度与z_0的比值为3 \pm 1.5.标度高度仅比巨大恒星形成团的半径大20%，比中平面周围的均方根团偏差大10倍。这表明团块是由中平面气体形成的，溶解后形成了厚的圆盘。红移的恒星星族模型表明，年龄约为1 Gy，质量柱密度为4 ~ 40 Msun pc^{-2}。UDF磁盘看起来像现代厚磁盘的年轻版本。这种相似性很难理解，如果星系随着时间的推移而增长，或者如果随后的薄盘吸积引力收缩观察到的厚盘。更有可能的是，高红移盘很厚，因为它们的质量柱密度很低;只有14 km/s的速度色散再现了观测到的厚度。现代厚盘在高红移时需要更多的加热。这是可能的，如果最终形成薄盘的气体在现代厚盘最年轻的年龄之前就已经存在，并且如果现有的恒星在这种气体的输送过程中被加热。
2006-07-24 astro-ph
Distant red galaxies in the Hubble Ultra Deep Field
我们利用哈勃超深场（UDF）的数据来研究遥远红星系（DRG）的新人口的restframe光学和紫外（UV）形态。在Ks=21.5的情况下，发现了6个J-Ks > 2.3的星系，其中5个的光度红移z_phot > 2，对应的面密度为0.9/弧分^[2]。z_phot > 2星系的表面亮度分布用指数盘比用R^{1/4}-定律更好地表示。其中两个z_phot > 2的星系是扩展的，而三个具有紧凑的形态。z_phot > 2星系的restframe光学形态与restframe UV形态有很大的不同：所有星系都有红色的中心成分，在NICMOS H_{160}波段图像中占主导地位，而在ACS图像中显示出明显的偏离中心的蓝色特征（通常占主导地位）。z_phot > 2星系的平均测量有效半径为<r_e>=1.9+/-1.4 kpc，类似于（在误差范围内）类似红移的LBG的平均大小。所有DRG在ACS图像中均得到解决，而在NICMOS图像中有4个得到解决。其中两个z_phot > 2的星系是明亮的X射线源，因此是活动星系核的宿主。不同的restframe光学和紫外线形态特性的DRG在这里得出的建议，他们有复杂的恒星星族，包括两个进化的人口占主导地位的质量和restframe的光学光，和年轻的人口，这表明作为补丁的恒星形成的restframe的紫外线光，在许多方面类似于正常的本地星系的属性…
2005-03-21 astro-ph
Bulge and Clump Evolution in Hubble Ultra Deep Field Clump Clusters, Chains and Spiral Galaxies
在哈勃超深空中的团簇和链星系被检查在NICMOS图像中的凸起。大约50%的丛簇和30%的链具有相对红色和巨大的丛，可能是年轻的凸起。确定了这些膨胀状物体和螺旋星系中的膨胀，以及这三种星系类型中所有突出的恒星形成团块的星等和颜色。这些颜色适合于人口演化模型，以确定隆起和团块的质量，年龄，恒星形成率衰减时间和反射率。结果表明，团簇星系和链星系中的球状天体的年龄与恒星形成团簇相似，质量是恒星形成团簇的2 ~ 5倍，而螺旋星系中的球状天体的年龄是恒星形成团簇的6倍，质量是恒星形成团簇的20 ~ 30倍。所有系统似乎都有一个潜在的红盘人口。恒星形成团块的质量通常在10^7 ~ 10^8兆太阳之间，它们的年龄在10^2百万年左右。年龄和折射率都随红移而减小。恒星的形成可能是盘状气体中引力不稳定性的结果，在这种情况下，UDF中的大质量团是高气体速度弥散（30 km/s或更高）与高气体质量柱密度（~100 Msun/pc ^[2]）相结合的结果。由于在z~1以外的盘星系中，团簇和链占主导地位，观测结果表明，这些类型代表了现代螺旋星系形成的早期阶段，即凸起和内盘形成的时候。
2008-10-30 astro-ph
Galaxies in the Hubble Ultra Deep Field: I. Detection, Multiband Photometry, Photometric Redshifts, and Morphology
我们提出了在哈勃超深空（UDF）中检测到的物体的孔径匹配PSF校正的BVi 'z'JH光度学和贝叶斯光度学红移（BPZ），其中8，042个是在10西格玛水平上检测到的（例如，i '<29.01或z'<28.43）。我们的大多数对象都与公共STScI目录中的对象定义相同，从而可以直接进行对象之间的比较。我们已经将来自i '，z'，J+H和B+V+ i '+ z'图像的检测组合到单个综合分割图中。使用一个名为SExSeg的新程序，我们能够将此分割图强制导入SExtractor进行光度分析。使用我们的ColorPro软件，针对更宽的NIC 3 PSF校正所得光度。我们还校正了ACS z '波段PSF晕。发现NIC 3星等相对于ACS通量太微弱。根据BPZSED对已知光谱红移的天体的拟合，我们得到了J的修正为-0.30 +/-0.03mag，H的修正为-0.18 +/-0.04mag。最近对UDF NIC 3图像的重新校准以及NICMOS本身测量的非线性似乎支持偏移。UDF揭示了大量的暗淡的蓝色星系（可能是年轻的星爆），比原来的哈勃深场（HDF）中观察到的更蓝。为了适应这些星系，我们增加了两个新的星爆模板，在以前的BPZ文件中使用的SED库。由此产生的光度红移精确到0.04 * 1+z_spec到z < 6。最后，我们测量星系形态，包括Sersic指数和不对称性。我们的完整目录，软件包，更…
2006-05-10 astro-ph
Star Formation History in the Nicmos Northern Hubble Deep Field
本文介绍了NICMOS北部深HDF的恒星形成历史。它使用测光红移和消光的技术来校正紫外线通量的消光。提出了一种新的表面亮度调光校正方法。它还预测了物体的850微米通量，以与SCUBA测量进行比较
2000-08-17 astro-ph
On the Stellar Populations in Faint Red Galaxies in the Hubble Ultra Deep Field
利用哈勃超深场（HUDF）和斯皮策IRAC测光系统研究了z ~ 2-3的暗红选择星系的性质。我们探测到H < 26等的候选星系，探测这些红移的低光度（低质量）星系。我们识别出32个满足（J-H）> 1.0等色选择的星系，其中16个具有[3.6 μ m]和[4.5 μ m]非混合IRAC测光。我们推导出这些天体的光度红移、质量和恒星星族参数。我们发现，所选的对象跨越了不同的范围内的红移，1 < z < 3.5的属性。相当一部分（11/32）似乎是红移较低（z < 2.5），严重遮蔽的尘埃星系或边缘上的螺旋星系，而其他（12/32）似乎是2 < z < 3.5的星系，其光在静止坐标系的光学波长由演化的恒星星族主导。有趣的是，包括斯皮策数据，许多候选星系占主导地位的演变恒星星族被拒绝，只有一个子集的样本（6/16）做的数据支持这种解释。我们把一个上限的候选大规模演化星系的空间和恒星质量密度。z > 2.5的天体主要由演化的恒星星族组成，它们的空间密度至多是z ~ 0红色早型星系的三分之一。因此，至少有三分之二的早期星系在红移低于2.5的情况下聚集或演化成现在的结构。我们发现在1.5 < z < 3的低质量星系的候选者是由被动演化的恒星星族主导的，即使数据应该对它们敏感;因此，在这些红移，其光由演化的恒星星族主导的星系仅限于那些聚集了高恒星质量的星系。[删节]
2008-01-15 astro-ph
Passively Evolving Early-type Galaxies at 1.4<z<2.5 in the Hubble Ultra Deep Field
我们报告一个完整的样本7明亮的早期型星系在哈勃超深场（UDF）与光谱红移之间的1.39和2.47和K <23 AB. Using the BzK selection criterion we have pre-selected a set of objects over the UDF which fulfill the photometric conditions for being passively evolving galaxies at z>1.4。这些物体的低分辨率光谱是从GRAPES项目接管的UDF的HST+ACS棱镜数据中提取的。根据静止帧2640<λ <2850 AA处的紫外特征，确定了这7个星系的红移。这一特征主要是由于FeII、MgI和MgII的组合，这是恒星星族的特征，主要由年龄大于0.5 Gyr的恒星组成。这些星系的红移识别和被动演化的性质得到了光度红移和整体光谱能量分布（SED）的进一步支持，超深HST+ACS/NICMOS成像揭示了椭圆/早型星系典型的紧凑形态。根据SED，我们得到恒星质量为10^{11}Msun或更大，年龄约为1 Gyr。它们在=1.7的空间密度< z >似乎比它们的本地对应物小大约2- 3倍，进一步支持了这样的大质量和古老星系在早期宇宙时代已经无处不在的观点。小得多的有效半径的一些对象相比，本地大规模的椭圆，这可能是由于…
2005-03-04 astro-ph
Hubble Space Telescope Imaging of the Ultracompact Blue Dwarf Galaxy HS 0822+3542: An Assembling Galaxy in a Local Void?
我们提出了深U，窄V，和I波段的超紧凑蓝矮星星系HS 0822+3542的图像，获得了哈勃太空望远镜的高级相机的调查/高分辨率通道。该天体的金属含量极低（12 + log（O/H）= 7.45），位于附近的一个空洞中。这些图像将其分解为两个物理上独立的组成部分，这些组成部分以前被描述为单个星系中的星团。主成分最大范围仅为100 pc，由星暴区组成，周围环绕着一个由相对较红的恒星组成的环状结构。次级成分的大小约为50 pc，距离主星的投影距离约为80 pc，并且也在积极地形成恒星。我们根据这两个组分的光度估计它们的质量分别为~10^7 M（溶胶）和~10^6 M（溶胶），并给出了几百万年系统的动力学时标。这一时间尺度和组成部分的结构表明，它们之间的碰撞引发了它们的星爆。这两个组成部分的光谱能量分布可以拟合的组合，最近（几万年）的恒星爆发和演变（几个陀螺）的基本恒星星族，类似于较大的蓝色致密矮星系。这表明，尽管它缺乏金属，但它并没有形成第一代恒星。然而，这两个组成部分的小尺寸和质量表明HS 0822+3542是一个矮星系，它是由介于球状星团和以前被归类为星系的物体之间的恒星聚集而成的。它相对较高的中性气体质量与恒星质量之比（~1）和较高的比恒星形成率（log（SFR/M（sol）=-9.2）表明它仍在将大量气体转化为恒星。
2005-07-20 astro-ph
The Star Formation Rate of the Universe at z~6 from the Hubble Ultra Deep Field
我们确定了在最近发布的HST/ACS哈勃超深场（UDF）的i '带辍学的丰度。由于这些源中的大多数可能是z~6星系，它们在F775 W i '带和F850 LP z'带之间的通量衰减来自莱曼α吸收，因此探测到的候选星系的数量为在此红移下的恒星形成率提供了一个有价值的上限。我们证明了UDF深度的增加使我们能够达到8-sigma极限星等z '（AB）=28.5（相当于z=6时的1.5/h{70}^2 M_sun/yr，或z~3 U-drop总体的0.1 L*（UV）），这使我们能够解决先前由未观测到的光度函数形式引起的模糊性。在UDF场最深的11弧分^2区域内，我们识别出了54个z '（AB）<28.5且（i'-z '）>1.3的星系（且只有一颗恒星）。特征光度（L*）与在z~3处观察到的值一致。暗端斜率（α）的约束不太好，但只与适度的进化相一致。主要的变化似乎是在数量密度（Φ *）。具体来说，不考虑来自冷恒星和低红移源的可能污染，UDF数据支持我们以前的结果，即z~6处的恒星形成率至少比z~3处的小x6（Stanway，Bunker & McMahon 2003）。这种下降的同向恒星形成率（对于Salpeter IMF，z~6处为0.005 h{70}M_sun/yr/Mpc ^3）对那些认为L>0.1L* 的恒星形成星系在z~6处使宇宙再电离的模型提出了一个有趣的挑战。电离光子的短…
2004-09-20 astro-ph
Searching for Low Surface-brightness Galaxies in the Hubble Ultra Deep Field: Implications for the Star Formation Efficiency in Neutral Gas at z ~ 3
Kennicutt-Schmidt定律将单位面积的正面恒星形成率（SFR）与邻近星系的正面气体柱密度联系起来。将这一关系应用于中性氢柱密度N > 1.6 × 10^21 cm^-2的阻尼Lya吸收系统（DLAs），可以得出这样的估计：如果红移z=[2.5，3.5]的DLAs经历了原位恒星形成，那么3%的天空应该被亮度超过μ V~28.4 mag arcsec^-2的扩展源所覆盖。我们通过搜索哈勃超深空（UDF）F606 W图像来测试这一假设，以寻找角度大小在theta_dla=0.25”和4.0”之间的低表面亮度特征。我们的搜索结果的上限的同动SFR密度之间的因素的30和100低于预测，表明减少了10倍以上的恒星形成效率在z~3。我们考虑几种机制，可以降低恒星形成效率在高红移。我们发现，宇宙学的增加与红移的临界面密度的Toomre不稳定性可能足以抑制恒星形成的UDF观测所暗示的水平。然而，不确定性是这样的，Toomre不稳定性可能仍然存在。在这种情况下，在柱密度小于10^22 cm^-2时，DLA气体的低分子含量可能会抑制恒星的形成。原位恒星形成的上限使z~3处的预测金属丰度明显低于观测值，并使气体中的热输入大大低于推断的冷却速率。相比之下，从紧凑的莱曼Break Galerkin（LBG）与R<27的辐射输出是足够的，以平衡共动冷却速率。
2006-08-01 astro-ph
Spitzer IRAC confirmation of z_850-dropout galaxies in the Hubble Ultra Deep Field: stellar masses and ages at z~7
使用斯皮策IRAC中红外成像从伟大的天文台起源深调查，我们研究z_850辍学源在哈勃超深场。在仔细地从前景源中去除污染通量之后，我们清楚地检测到在3.6微米和4.5微米处的两个z_850漏失，而另外两个漏失被边缘检测到。中红外线通量强有力地支持了它们作为z~7星系的解释，当时宇宙只有7.5亿岁。IRAC的观测使我们第一次能够限制最高红移星系的静止坐标系光学颜色、恒星质量和年龄。用光谱能量分布拟合恒星星族模型，我们发现光度红移范围为6.7-7.4，静止坐标系色U-V=0.2-0.4，V带光度L_V=0.6-3 × 10^10 L_sun，恒星质量1-10 × 10^9 M_sun，恒星年龄50-200 Myr，恒星形成速率高达~25 M_sun/yr，低红化A_V<0.4。总的来说，z=7的星系看起来比z=2-3的莱曼破裂星系或遥远红星系的质量和演化要小得多，但与最近发现的z=5-6的系统相当相似。从z=7的样本中推断出的恒星质量密度为rho* = 1.6^{+1.6}_{-0.8} x 10^6 M_sun Mpc^-3（至0.3 L*（z=3）），这与最近的宇宙学流体动力学模拟明显一致，但我们注意到，不完整性和样本方差可能会带来更大的不确定性。这两个最大质量星系的年龄表明它们形成于z>8的宇宙再电离时期，但从它们的恒星质量和年龄得出的恒星形成率密度几乎不足以使宇宙再电离。对这种缺…
2006-08-21 astro-ph
Galaxy Size Evolution at High Redshift and Surface Brightness Selection Effects: Constraints from the Hubble Ultra Deep Field
我们利用超深场（UDF）和UDF平行ACS场的特殊深度来研究高红移（z~2-6）星系的大小，并解决长期存在的关于由于表面亮度变暗而导致宇宙恒星形成率可能存在偏差的问题。对比从较深的数据中挑选的B，V和i-dropout样本与从较浅的GOODS场获得的样本，我们证明，较浅的数据在明亮的星等z<5.5时基本上是完整的，并且深度的主要影响是在星等极限处添加物体。这表明高红移星系的大小是紧凑的（~0.1-0.3”），而大的（>0.4”，>3 kpc）低表面亮度星系是罕见的。简单比较HDF-N + HDF-S U-dropout与来自UDF的B、V和i-dropout的半光半径表明，其大小遵循（1+z）^{-1.05+/-0.21}向高红移的标度。更严格的测量比较了我们的U-脱落样本的不同标度与来自UDF的一组中间量级（26.0< z_{850,AB} <27.5）i-脱落的平均曲线。最佳拟合是用（1+z）^{-0.94_{-0.25} ^{+0.19}}尺寸缩放（对于固定光度）找到的。然后，通过使用不同的尺寸测量、低红移样本和星等范围重复这个实验来验证这个结果。所有的比较都发现了非常相似的比例。因此，一个强大的测量的大小演化的星系从z~6到z~2.5使用的数据从UDF证明。
2004-07-21 astro-ph
New constraints on multi-field inflation with nonminimal coupling
本文研究了多场模型中暴胀和再加热过程中的动力学和扰动，其中第二标量场$χ$与标量曲率（$(\frac12 ξRχ^2$）非极小耦合。当$ξ$为正值时，通常对大尺度各向异性的暴胀预测几乎不会改变，而在大$ξ$的预热过程中，亚哈勃模式中的$χ$波动会被放大。对于负值的$ξ$，然而，长波模式的$χ$波动表现出指数增长在通货膨胀期间，导致强烈的增强超哈勃度量扰动，即使当$|ξ|$是小于1。这是因为有效$χ$质量在充盈期间变为负值。我们通过产生的密度扰动的幅度来约束$ξ$和初始$χ$的强度。避免超哈勃曲率扰动的非绝热增长的一种方法是通过与暴胀子的耦合来稳定$χ$质量。因此，在这些模型中，预热可能是必要的，以保护暴胀阶段的稳定性。
2000-08-01 astro-ph gr-qc hep-ph
