UV Luminosity Functions from 132 z~7 and z~8 Lyman-Break Galaxies in the ultra-deep HUDF09 and wide-area ERS WFC3/IR Observations
我们确定了73个z~7和59个z~8候选星系，并利用这些26- 29.4AB等的大样本星系，导出了<-18AB等的极深光度函数和z~7和z~8处的恒星形成率密度。星系样本是使用复杂的Lyman-Break技术根据HUDF 09（~29.4 AB等，5 sigma），两个附近的HUDF 09场（~29 AB等，14弧分）和更广泛的区域ERS（~27.5 AB等）~40弧分 **2）的完整两年的WFC 3/IR和ACS数据得出的。严格的光学非检测标准的应用确保了污染分数保持在较低水平（在HUDF中仅为~7%）。这个非常低的值包括对来自较低红移源、光度散射、活动星系核、假源、低质量恒星和瞬变（例如，SNe）。通过仔细模拟我们每个搜索场的选择体积，我们得到了z~7和z~8到<-18 AB mag. z~7和z~8处的暗端斜率α是不确定的，但非常陡峭，分别为α = -2.01+/-0.21和α =-1.91+/-0.32.这种陡峭的斜率与局部α <~-1.4形成对比，并且甚至可以比在z~4处的α =-1.73+/-0.05处的斜率更陡。在这种陡峭的斜率（α <~-1.7）下，低光度星系在再电离时期的光度密度占主导地位。由这些新的z~7和z~8光度函数导出的恒星形成率密度与后来发现的趋势（较低的红移）一致。我们发现合理的一致性，与SFR密度暗示从报告的恒星质量密度，只有约40%高出z<7。这表…
2011-06-30 astro-ph.CO
Real or Interloper? The Redshift Likelihoods of z>8 Galaxies in the HUDF12
在没有光谱的情况下，将模板模型光谱拟合到观测到的光度通量，称为光谱能量分布（SED）拟合，已成为识别高Z星系的主力。在本文中，我们使用一种基于马尔可夫链蒙特卡罗拟合（MCMC）的更稳健的红移估计方法，而不是依赖于使用普通卡方最小化技术获得的“最佳拟合”模型的红移，来分析哈勃超深场中发现的最新和可能最遥远的星系。MCMC拟合的优点是能够准确地估计红移的概率密度函数，以及任何其他输入模型参数，使我们能够通过适当地边缘化所有其他输入模型参数来获得准确的可信区间。我们将我们的方法应用于13个最近发现的源，结果表明，尽管基于卡方平方最小化的声明，但考虑到目前可用观测的低信噪比，这些源中没有一个可以被安全地排除为低红移的闯入者。我们估计，有21%的平均概率，这些来源是低红移的闯入者。
2013-06-14 astro-ph.CO
Lower-Luminosity Galaxies could reionize the Universe: Very Steep Faint-End Slopes to the UV Luminosity Functions at z>=5-8 from the HUDF09 WFC3/IR Observations
HUDF 09的数据是有史以来最深的近红外观测，达到29.5马格。亮度函数（LF）从这些新的HUDF 09数据的132 z \sim 7和z \sim 8星系结合新的LF z \sim 5-6星系和更早的z \sim 4 LF达到非常微弱的限制（<0.05 L*（z=3））。弱端斜率α较陡：-1.79+/-0.12（z \sim 5）、-1.73+/-0.20（z \sim 6）、-2.01+/-0.21（z \sim 7）和-1.91+/-0.32（z \sim 8）。斜率α \lesssim -2导致正式发散的紫外线通量，虽然星系预计不会形成低于\sim -10 AB MAG。这些结果有重要的影响再电离。z \sim 6-8处的加权平均斜率为-1.87+/-0.13。对于如此陡峭的斜率，以及-10 AB等的微弱极限，星系提供了非常大的紫外电离光子通量。虽然目前的结果表明，星系可以通过z \sim 6来恢复宇宙，但匹配汤姆逊光学深度更具挑战性。外推当前LF演化到z>8，取α为-1.87+/-0.13（z \sim 6-8处的平均值），并采用典型参数，我们得到汤姆逊光学厚度为0.061 - 0.006}^{+0.009}。然而，如果暗端斜率α不随红移而保持恒定，这个结果就会改变。我们检验了这一假设，发现了一个微弱的，虽然不确定的，在早期的斜率更陡的趋势（dalpha/dz \sim…
2012-05-29 astro-ph.CO
z~7 Galaxies in the HUDF: First Epoch WFC3/IR Results
本文介绍了利用哈勃空间望远镜新安装的WFC 3/IR相机观测到的16个z~7的z-drop星系。我们的分析是基于HUDF 09计划的第一个历元数据，该计划涵盖了哈勃超深场的60个Y，J和H观测轨道。这些引人注目的数据覆盖了4.7弧分^[2]，是有史以来拍摄的最深的近红外图像，达到了~29等AB（5西格玛）。利用Lyman Break技术，利用（z-Y）和（Y-J）色对16个z~6.5-7.5星系进行了识别。它们的星等J = 26.0-29.0（AB），平均视半光半径约为0.16弧秒（<1千秒差距），并且呈现非常蓝的颜色（有些甚至β <-2.5），特别是在低光度时。WFC 3/IR数据证实了先前的NICMOS检测，表明在z~7处的丢弃选择是非常可靠的。我们的数据允许第一次确定的z~7光度函数的暗弱端斜率，达到M_UV ~-18，一个完整的星等比以前的测量更暗。当把phi*=1.4e-3/Mpc^3/mag固定为先前在z~6处测量的值时，我们发现最佳拟合值α =-1.77+-0.20，特征光度M_*=-19.91+-0.09。这个陡峭的斜率与z~2-6处的相似，表明低光度星系有可能提供足够的流量来重建宇宙。这些新图像的非凡深度和分辨率为JWST的未来力量提供了见解。
2009-12-09 astro-ph.CO
Expanded Search for z~10 Galaxies from HUDF09, ERS, and CANDELS Data: Evidence for Accelerated Evolution at z>8?
我们使用公开的HUDF 09、ERS和CANDELS巡天，在钱德拉深空南部的~160弧分^2的WFC 3/IR数据中搜索z~10星系，在H_（160）AB mag. z>~9.5范围内5 σ深度范围内，通过J_（125）-H_（160）>1.2的颜色和J_（125）蓝向的任何带的未检测，确定了候选星系。125. Spitzer IRAC测光是将真正的高z候选星系与具有演化或严重尘埃遮蔽的恒星星族的中等红移（z~2-4）星系分离的关键。在去除了16个中等亮度（H_160~24-26等）的强IRAC探测源之后，我们在整个数据集中只发现了一个可能的z~10星系候选者，这是Bouwens等人（2011）之前报道的。新的数据覆盖了3倍大的区域，并对紫外光度函数（LF）的演变提供了更强的约束。如果将z~4-8的低频演化外推到z~10，则在我们的数据中预计有6个z~10星系。只有一个源的检测表明，UV LF在z~8之前以加速的速率演化。从z~10到z~8，仅在1.7亿年内，光度密度就增加了一个数量级以上。这一增加比从紫外线低频的较低红移外推所预期的要大>= 4倍。因此，我们很可能在宇宙再电离的中心见证了星系的第一次快速积聚。未来的深度HST WFC 3/IR数据，达到远超过29等，可以实现z~10附近的加速演化的更稳健的量化。
2011-08-25 astro-ph.CO
Star formation rates and stellar masses of z=7-8 galaxies from IRAC observations of the WFC3/IR ERS and the HUDF field
利用Early Release Science的深/广域WFC 3/IR数据、超深HUDF 09和广域NICMOS数据，研究了36个z~7 z-dropout星系和3个z~8 Y-dropout星系的Spitzer/IRAC性质。我们适合恒星星族合成模型的SED得到平均红移，恒星质量和年龄。z~7星系的最佳特征是具有相当大的年龄（> 1亿年）和M/L_V~0.2。随着光度降低，主要趋势是远紫外斜率从β ~-2.0到β ~-3.0的蓝化。这可以通过金属丰度的降低来解释，除了最低光度的星系（0.1 L*{z=3}），在那里低金属丰度和平滑的SFH无法匹配蓝色远紫外和中等红色H-[3.6]颜色。这样的颜色可能需要具有短周期的活动和静止（“开-关”循环）和/或来自发射线的贡献的偶发SFH。我们的z~7恒星形成星系样本的恒星质量与SFR的关系符合log M* = 8.70（+-0.09）+ 1.06（+-0.10）log SFR，这意味着恒星形成可能在z>10时开始。没有发现星系的SFR比过去的平均SFR高或低得多，这表明典型的恒星形成时间尺度可能是哈勃时间的一个重要组成部分。我们报告的第一个IRAC检测Y-脱落星系在z~8。3个星系的平均静止坐标系U-V=0.3（AB）与暗z~7星系相似，意味着M/L相似。M_{UV,AB} <-18时的恒星质量密度为rho*（z=8）= 1.8^{+0.…
2010-05-24 astro-ph.CO
The HST eXtreme Deep Field XDF: Combining all ACS and WFC3/IR Data on the HUDF Region into the Deepest Field Ever
超深空（XDF）将HST高级巡天照相机（ACS）和WFC 3/IR（WFC 3/IR）十年来的观测数据组合成光学/近红外最深的天空图像。自2003年对哈勃超深空（HUDF）进行首次观测以来，众多的巡天和计划，包括超新星后续，HUDF 09，CANDELS，和HUDF 12在HUDF区域提供了额外的成像数据。然而，这些从未被组合并作为一个完整的超深光学和近红外图像数据集提供。我们现在这样做是为了极端深场（XDF）计划。我们新的和改进的处理技术提供了更高质量的总数据集的减少。所有WFC 3近红外和光学ACS数据集已被完全组合和精确匹配，从而在9个滤光片中在这些波长范围从29.1到30.3 AB mag（在0.35”直径孔径中为5 sigma）的波长下获得了有史以来最深的成像。在原始ACS HUDF中完成的四个滤波器的光学增益对应于0.15 mag的典型改进，最深区域的增益为0.25 mag。这样的增益相当于将~130到~240个轨道的ACS数据添加到HUDF。改进的处理单独的结果在一个典型的增益约0.1马格。我们的5sigma（光学+近红外）SExtractor目录揭示了约14140源在全场和约7121星系的最深处的XDF（HUDF 09区域）。XDF是有史以来拍摄的最深的宇宙图像，在0.35”直径孔径的平面f_nu源的组合图像中，达到31.2 AB mag 5 sigma（1 sig…
2013-09-11 astro-ph.CO
UV-continuum slopes at z~4-7 from the HUDF09+ERS+CANDELS observations: Discovery of a well-defined UV-color magnitude relationship for z>=4 star-forming galaxies
利用超深ACS和WFC 3/IR HUDF+ HUDF 09数据，以及CDF-S GOODS场上的广域GOODS+ERS+CANDELS数据，测量了恒星形成星系在宽光度范围（0.1L*（z =3）~ 2L*（z =3））内高红移（z~7 ~ z~4）的紫外色，用紫外连续斜率β表示。使用未被Ly_alpha和光谱突变污染的所有ACS和WFC 3/IR通带测量β。广泛的测试表明，我们的beta测量只受到最小的偏差。使用不同的选择程序，Dunlop等人最近在他们的β测量中发现了很大的偏差。为了调和这些不同的结果，我们模拟了这两种方法，发现如果使用相同的通带来选择源和测量β，那么微弱源的β测量会受到很大的偏差。高红移星系显示出一个定义明确的静止坐标系紫外色-星等（CM）关系，在紫外光度较暗时，系统性地变蓝。在第一个1.5 Gyr中，在UV CM关系的斜率中没有看到演变，尽管从z~7到z~4，在零点到更红的颜色中有一个小的演变。这表明星系在L（UV）色（beta）平面上沿着一个定义明确的序列演化（“恒星形成序列”？）。尘埃似乎是驱动紫外线颜色（β）随光度变化的主要因素。这些新的更大的β样本改进了z~4-7处的尘埃消光估计，并证实在低光度和高红移下消光仍然基本为零。包含新的尘埃消光结果导致（i）z~4-8处的SFR密度与从恒星质量密度推断的密度之间的极好的一致性，以及（ii）在z>~4处的较高…
2012-07-09 astro-ph.CO
VLT/XSHOOTER & Subaru/MOIRCS Spectroscopy of HUDF-YD3: No Evidence for Lyman-alpha Emission at z=8.55
我们利用VLT/XSHOOTER和Subaru/MOIRCS对哈勃超深场中一个相对明亮的Y波段脱落星系进行了光谱观测，Bunker et al.（2010），McLure et al.（2010）和Bouwens et al.（2010）首先根据HST ACS和WFC 3图像中的颜色将其选为可能的z~8-9星系。这个星系，HUDF.YD3（也被称为UDFy-38135539）已经被Lehnert等人（2010）作为VLT/SINFONI积分场光谱的目标，他们发表了来自这个源的z=8.55的候选莱曼α发射线。在我们使用两种不同的红外光谱仪（VLT/XSHOOTER 5小时和Subaru/MOIRCS 11小时）的独立光谱中，我们无法重现这条线。我们没有在Lehnert等人（2010）报告的光谱和空间位置检测到任何发射线，尽管我们的组合MOIRCS和XSHOOTER数据中的预期信号是5 σ。在最近来自HUDF 12的极深F105 W（Y波段）HST/WFC 3成像中，该物体的模糊似乎也排除了线发射;这条线会落在这个过滤器内，这样的星系应该在Y（AB）= 28.6等时被探测到。（~20 sigma），而不是在Y波段图像中观察到的边缘Y（AB）~ 30 mag，比如果发射线是真实的预期暗3倍。因此，在z>8处的莱曼α线发射极不可能是真实的，这意味着已经看到的莱曼α发射的最高红移源是在z=6…
2013-01-18 astro-ph.CO
Photometric Constraints on the Redshift of z~10 candidate UDFj-39546284 from deeper WFC3/IR+ACS+IRAC observations over the HUDF
来自HUDF 09计划的对HUDF的超深WFC 3/IR观测仅揭示了一个可能的z~10候选UDFj-39546284。UDFj-39546284具有z~10处星系的所有预期特性，显示（1）在F160 W波段的深ACS+ WFC 3成像数据中没有探测到，显示（2）向红的蓝色光谱斜率，以及显示（3）在深IRAC观测中没有明显的探测。在HUDF 09/XDF上进行的新的、类似深度的WFC 3/IR HUDF 12 F160 W观测使我们能够进一步评估这一候选者。这些观测结果表明，这个候选者，以前只在单个波段中检测到~5.9 sigma，显然对应于一个真实的源。在新的H波段数据中，它在~5.3 σ处被检测到，在完整的85轨道H波段叠加中，它在~7.8 σ处被检测到。有趣的是，在新的F140 W观测中没有检测到源（<1 sigma），这意味着更高的红移。形式上，利用所有WFC 3 +ACS（和IRAC+ K波段）观测的源的最佳拟合红移是11.8+/-0.3。然而，我们认为z~12的解释有点不太可能，因为源要么需要比预期的亮度高20倍，要么显示非常高的EW Ly-alpha发射（考虑到再电离时期早期普遍存在的广泛中性气体，这似乎是不可能的）。如果只允许连续统模型，那么低红移的解决方案就会失败。合理的低红移解决方案要求H带通量由具有极端EW的线发射（如Halpha或[OIII]）主导。在一篇配套…
2013-02-14 astro-ph.CO
Nature and physical properties of ALMA selected galaxies using MUSE spectroscopy
绘制宇宙分子气体含量的地图是我们理解星系在宇宙时间内形成的关键。在深场的谱线扫描，如哈勃超深场（HUDF），提供了一个独特的看法冷气体内容出高红移。通过进行“万物光谱学”，这些通量有限的观测对星系中的分子气体很敏感，而无需预先选择，从而揭示了传统研究中不会选择的星系中的冷气含量。为了利用分子气体观测，关键是要了解在分子气体中探测到的星系的物理条件，例如它们的星际介质条件。幸运的是，使用积分场光谱仪进行的深入调查正在提供前所未有的星系群视图，为数千个星系提供红移和重新框架紫外线/光学线的测量。我们提出了从ALMA光谱调查的HUDF（ASPECS），深积分场光谱从MUSE HUDF调查和多波长数据之间的协同作用的结果。我们讨论了在分子气体中探测到的星系的性质，以及它们的物理性质，如恒星形成率和金属丰度。我们展示了如何ALMA和MUSE积分场光谱的组合可以约束的物理性质，位于周围的主要序列的星系在星系形成的高峰。
2019-10-11 astro-ph.CO astro-ph.GA
The ALMA Spectroscopic Survey in the HUDF: The Cosmic Dust and Gas Mass Densities in Galaxies up to $z\sim3$
使用最深的1.2毫米的连续映射到目前为止，在哈勃超深场获得的ALMA光谱调查（ASPECS）的大程序的一部分，我们测量宇宙的尘埃密度和隐含的气体（H $_{2}+$ H I）质量在星系作为一个函数的回望时间。我们通过将所有$H$波段选定星系的贡献叠加到不同的红移仓中，即$ρ_{\rm dust}(M_\ast>M,z)$和$ρ_{\rm gas}(M_\ast>M,z)$中，从而达到这个目的。在所有的红移中，当$M$降低到$10^{10}\,M_\odot$时，$ρ_{\rm dust}(M_\ast>M,z)$和$ρ_{\rm gas}(M_\ast>M,z)$迅速增长，但是这种增长在更低的恒星质量时减慢。这种平坦化意味着在我们的恒星质量完整性极限（$10^8\,M_\odot$和$10^{8.9}\,M_\odot$在$z\sim0.4$和PDMATHAMV），这两个量都收敛到星系中宇宙尘埃和气体的总质量密度。宇宙尘埃和气体的质量密度在宇宙早期增加，在$z\sim2$附近达到峰值，与当地宇宙中的尘埃和分子气体的密度相比，分别减少了一个因子$\sim4$和7。静止星系的贡献，几乎没有正在进行的恒星形成-宇宙尘埃和气体的质量密度是次要的（$\lesssim10\%$）。宇宙气体质量密度的红移演化类似于恒星形成速率密度，正如先前通过基于CO的测量所发现的那样。这证实了星系在整个宇宙时…
2020-02-20 astro-ph.CO astro-ph.GA
The Spectral Energy Distributions Of z~8 Galaxies From The IRAC Ultra Deep Fields: Emission Lines, Stellar Masses, And Specific Star Formation Rates At 650 Myr
利用IRAC超深场计划（IUDF）中新的超深Spitzer/IRAC测光方法，我们研究了63个Y-脱落星系的样本中z~8处的恒星星族，距离大爆炸仅6.5亿年.这些源选自哈勃超深场（HUDF）上的HST/ACS+ WFC 3/IR数据，两个HUDF平行场，以及CANDELS/GOODS-South上的广域数据。新的Spitzer/IRAC数据将3.6 μ m和4.5 μ m处的覆盖率增加到约120 h，超过HUDF达到约28（AB，1 sigma）的深度。改进的深度和包含更亮的候选者导致20/63个源的直接>3西格玛IRAC检测，其中11/63个源在> 5西格玛处被检测到。IRAC在z~8观测到的星系的平均色[3.6]-[4.5]明显比1.3亿年后观测到的z~7的红。最简单的解释是，我们看到了强的静止帧光发射线（特别是[OIII] 4959，5007 +Hbeta）通过具有红移的IRAC带通。假设平均静止框架光谱在z~7和z~8处相同，我们估计静止框架等效宽度W（[OIII] 4959，5007 +Hbeta）= 670（+260，-170）埃，在z~8处对4.5微米滤波器贡献0.56（+0.16，-0.11）mag。对应的W（H α）= 430（+160，-110）埃意味着平均比恒星形成速率为sSFR = 11（+11，-5）Gyr^-1，恒星星族年龄为1亿（+100，-50）My…
2013-09-20 astro-ph.CO
A candidate redshift z ~ 10 galaxy and rapid changes in that population at an age of 500 Myr
在过去的十年中，对极高红移星系的研究已经产生了一个大样本，其中有超过6，000个星系存在于大爆炸后的9亿~ 20亿年（Myr）（红移6 > z > 3;参考文献1）。哈勃超深空望远镜（HUDF 09）的数据首次可靠地探测到了z ~ 8星系，这些星系与z ~ 8.2的伽马射线暴一起构成了迄今为止可靠报道的最早天体。对z ~ 7-8星系的观测表明，在z > 9-10时有大量的恒星形成。在这里，我们使用了整整两年的HUDF 09数据，对再电离时代中心的z ~ 10星系进行了超深搜索，距离大爆炸只有5亿年。我们不仅找到了一个可能的z ~ 10星系候选者，而且我们表明，无论源检测如何，此时的恒星形成率密度要比z ~ 8时的2亿年后小得多（~10%）。这表明星系在z ~ 10时的快速形成，因为星系的光度密度和体积密度从z ~ 8到z ~ 10都在增加。z ~ 10之前的1亿~ 2亿年显然是最早星系聚集的关键阶段。
2011-01-30 astro-ph.CO
Active and passive galaxies at z~2: Rest-frame optical morphologies with WFC3
我们利用HST上WFC 3在近红外波段的高角分辨率来确定YHVz色-色选择标准，以识别和表征HUDF 09和ERS（GOODS-South）场中的1.5<z<3.5星系。WFC 3的近红外图像揭示了在这些红移的星系，在静止帧UV HUDF/GOODS图像中没有检测到，以及在静止帧UV光中被归类为高度不规则的星系中的真正中心和规则盘。在1.5<z<2.15的红移范围内，在WFC 3图像中，约25%的中等和高质量星系都出现了规则的盘，即，高于10^10 Msun。与此同时，星系在静止坐标系光学光中保持漫射和/或不规则的形态，即，还没有动态稳定下来-在这些时期，几乎完全限制在10^11兆太阳以下的质量。相比之下，在2.25 < z < 3.5时，这些弥散和/或不规则的结构在中等质量和高质量区域的形态混合中占压倒性优势，而在10^11 Msun以上，没有规则的盘，只有一小部分（25%）光滑的球状体是明显的。引人注目的是，在1.5 < z < 2.25时，大约每3个最大质量的星系中就有2个是球状体。在我们的小样本中，这些质量尺度的恒星形成星系的比例同时从~60%下降到~ 5%。如果得到证实，这表明z~2是恒星形成的形态转变和猝灭的时期，它们聚集了第一批大量的大质量椭圆星系。
2011-08-02 astro-ph.CO
SKYSURF-3: Testing Crowded Object Catalogs in the Hubble eXtreme Deep Field Mosaics to Study Sample Incompleteness from an Extragalactic Background Light Perspective
河外背景光（EBL）研究揭示了直接测量-通过测量“裸露”天空的仪器，从中减去黄道和银河光模型-和综合银河光（IGL）的测量之间的显着差异。这种差异可能存在于任何一种方法中，无论是不完整的黄道模型还是IGL计算中遗漏的微弱星系。有人提出，这种差异是由于深星系调查，如与哈勃太空望远镜（HST），错过了一半的微弱星系与$24 \le m_{AB} \le 29$马格。我们解决这种可能性，通过模拟更高的星系数密度，因此评估不完整性，由于对象重叠，与三个重复的哈勃超深场（HUDF）。SourceExtractor用于将恢复的计数和测光与原始HUDF进行比较，使我们能够评估由于混淆而可能错过了多少星系，即，因为它与邻近的微弱星系融合在一起。这项工作表明，虽然高达50%的微弱星系与$28 \le m_{AB} \le 29$ mag错过或与邻近物体混合在某些过滤器中，没有足够的错过，以解释EBL差异单独在任何复制。
2022-10-23 astro-ph.CO
The Local Group: The Ultimate Deep Field
近场宇宙学--利用对本星系群及其周围的详细观测来研究星系形成和暗物质物理学中的广泛问题--在过去十年中已经成为一个成熟而丰富的领域。然而，仍然存在着挥之不去的担忧，即当前本地组的相对较小的大小（$\sim 2$ Mpc直径）施加了难以克服的样本方差不确定性，限制了其更广泛的实用性。我们认为该地区跨越的本地集团的祖先在较早的时候，并表明它达到$3' \approx 7$共同移动Mpc的线性大小（体积$\approx 350\,{\rm Mpc}^3$）在$z=7$。在早期宇宙时期的这个尺寸足够大，可以用$M_{\rm vir}(z=7) \lesssim 2\times 10^{9}\,M_{\odot}$代表暗物质晕的物质密度和计数。本星系群的恒星化石记录用$10^{3} \lesssim M_{\star}(z=0) / M_{\odot} \lesssim 10^{9}$（在$z\sim7$达到$M_{1500} > -9$）追踪星系在整个宇宙历史上的宇宙演化，其区域相当于或大于哈勃超深场（HUDF）。它与HUDF高度互补，因为它探测更暗的星系，但不包含在HUDF中可探测到的内在更稀有，更明亮的源。本星系群的考古学研究还提供了追踪单个星系随时间演变的能力，而不是评估时间上不同的种群之间的统计联系。在JWST时代，分辨的恒星星族将探测比HUDF和任何JWST深场更大的区域，进一步…
2016-07-05 astro-ph.CO astro-ph.GA
The unbiased measurement of UV spectral slopes in low luminosity galaxies at z=7
紫外线（UV）连续斜率β，通常在哈勃太空望远镜（HST）WFC 3/IR波段通过J-H色在z=7处观测到，是高红移恒星星族年龄、金属丰度和尘埃含量的有用指标。最近的研究表明，β随宇宙时间从红移7到4的红移演化可以在很大程度上用尘埃的积累来解释。然而，最初的说法，微弱的z=7星系在哈勃超深场WFC 3/IR成像（HUDF 09）是蓝色的，足以要求恒星星族的零红化，低金属量和年轻的年龄，迄今未见的恒星形成星系，已被驳斥和修订。在这里，我们重新审视的问题，如何最好地测量Z=7星系的紫外线斜率通过源恢复模拟，目前和未来的超深成像的背景下，从HST。我们考虑如何源检测，选择和颜色测量有偏见的测量β在以前的研究。在找到一种可靠的方法来测量模拟中的β（通过幂律拟合所有可用的测光）后，我们重新测量了先前公布的低光度z=7星系候选者样本的UV斜率。该样本中暗星系的平均紫外线斜率似乎与β =-2的正常恒星形成星系的内在分布一致，尽管正确解码潜在的分布将需要正在进行的HUDF 12计划的进一步成像。因此，我们继续考虑从这些新数据中获得对z=7处UV斜率的潜在分布的更好约束的策略，这将特别受益于在第二个J波段滤波器F140 W中添加成像。我们发现，一个精确和公正的测量β，然后应该是可能的。
2012-11-28 astro-ph.CO
A Rest-frame Optical View on z~4 Galaxies I: Color and Age Distributions from Deep IRAC Photometry of the IUDF10 and GOODS Surveys
利用深源HST/ACS+ WFC 3/IR数据和Spitzer/IRAC成像，研究了z~4星系的静止坐标系紫外-光学色分布.特别是，我们使用来自IRAC超深场计划（IUDF 10）的新的超深数据。我们的样本包含了在HUDF和它的深平行场之一HUDF 09 -2以及GOODS-北和南中被选为B-dropout Lyman Break Galeries（LBG）的总共约2600个星系。该样品用于研究UV连续谱斜率β和巴耳末突变颜色（J_125-[4.5]）作为静止帧光学光度的函数。选择[4.5]滤波器以避免强静止帧光发射线的潜在污染。我们发现M_z<-21.5（大致相当于L*[z~4]）的星系比低光度的星系红得多。UV连续谱斜率和J_125-[4.5]颜色具有良好的相关性。对这种相关性最简单的解释是，在这些红移下的尘埃变红更好地用SMC样的消光曲线来描述，而不是通常假设的卡尔泽蒂变红。在对尘埃进行校正后，我们发现星系群的平均恒星星族年龄在10^8.5 ~ 10^9年之间，色散约为0.5 dex，并且只有微弱的光度变化趋势。与文献中的一些结果相反，我们发现只有一小部分星系显示巴耳末破裂色，这与非常年轻的年龄相一致，小于1亿年。在平滑的恒星形成历史的假设下，M_z为4的星系中，这一比例仅为12-19%<-19.75. Our results are consistent with a gr…
2012-11-05 astro-ph.CO
Statistics of interacting galaxies at z~0.7
本文介绍了我们对哈勃空间望远镜（HDF-N，HDF-S，HUDF，GOODS，GEMS）几个深视场中潮汐尾星系和M51型星系频率的分析结果。在这些领域中，我们总共发现了大约700个红移z<1.5的相互作用星系。在z<0.7时，具有潮汐结构的星系和M51型星系的观测空间密度增加为$\propto (1+z)^m$，其中m~2.6。根据我们的估计，在过去的6-7 Gyr，即，在z<0.7时，大约三分之一的M（B）<-18等的星系一定经历了强烈的引力扰动和合并，大约1/10-1/5的星系吸积了典型的M51型星系的相对低质量的邻近卫星星系。一个遥远的星系随着z值的增加而显得奇特的时间尺度可能会减少，这会大大增加合并的估计速率。
2011-09-28 astro-ph.CO
The size-luminosity relation at z=7 in CANDELS and its implication on reionization
对星系大小与其它物理参数关系的探索为理解星系形成提供了重要线索。我们使用的CANDELS深+宽的调查在GOODS-South，UDS和EGS领域，从HUDF 09计划的数据补充，以解决在z \sim 7的大小和光度之间的关系。我们选择了153个z波段脱落星系在六个不同的领域，其特征在于广泛的组合的深度和面积覆盖范围，非常适合于样品没有偏见的观察到的大小-星等平面。详细的模拟使我们能够推导出作为大小和幅度的函数的完整性，并量化测量误差/偏差。我们发现，在J=26.6以下的z \sim 7星系中，半光半径分布函数在<0.1弧秒（或相当于0.5 kpc）处达到峰值，而在较亮的星等下，高z星系的半光半径分布函数通常大于~0.15弧秒。我们还发现了一个定义良好的大小-光度关系，Rh \simL^1 /2。我们计算了HUDF和P12 HUDF场中的光度函数，发现暗星系的数量密度存在很大的空间变化。采用在z=7的暗星系中发现的大小分布和大小-光度关系，我们导出了在此红移下LBG的光度函数的平均斜率为-1.7 \pm 0.1。利用这个LF，我们发现如果IGM是clusional（C_HII>3），并且高z LBG的莱曼连续谱逃逸分数相对较低（f_esc<0.3），电离光子的数量不能保持宇宙的再电离。有了未来的CANDELS数据，我们可以严格限制星系在宇宙再电离中的作用。
2012-09-21 astro-ph.CO
Pitch angles of distant spiral galaxies
利用三个哈勃深场（HDF-N，HDF-S，HUDF）观测了31个z~0.7的遥远星系的旋臂俯仰角。利用由邻近星系标定的俯仰角-自转速度关系，我们从深场中估算了星系的自转速度。这些估计的准确度较低（~50 km/s），但它们可以区分低质量和巨大的星系。利用我们的速度估计构造的Tully-Fisher关系与实际观测到的遥远星系的关系表现出令人满意的一致性，并为螺旋星系的光度演化提供了证据。
2011-10-27 astro-ph.CO astro-ph.GA
The Bright End of the UV Luminosity Function at z~8: New Constraints from CANDELS Data in GOODS-South
我们通过对约95弧分^[2]的WFC 3/IR数据的搜索，提出了新的z~8星系候选者，使之前对明亮z~8星系的搜索范围扩大了两倍。我们的分析使用了新获得的WFC 3/IR成像数据从CANDELS多周期国库计划在货物南部领域。这些新的数据与现有的深光学ACS成像相结合，使用Lyman Break技术寻找相对明亮的（MUV < -19.5 mag）z~8星系候选者。这些新的候选者被用来确定在z~8的恒星形成星系的紫外光度函数（LF）的亮端。为了最大限度地减少来自低红移星系的污染，我们充分利用了所有光学ACS数据，并根据光学chi^2_opt通量测量结果，施加了严格的不可检测标准。在整个搜索范围内，我们确定了16个z~8星系，它们的星等范围为H_160 = 25.7-27.9等。新的数据表明，在M_UV < -19.5等时，UV LF比单独由HUDF 09和ERS数据确定的低约1.7倍。将这个新样本与来自HUDF 09和ERS数据的先前候选者相结合，使我们能够对z~8 UV LF进行最精确的测量。Schechter函数与组合数据的拟合得到最佳拟合特征星等M*（z=8）= -20.04+-0.46 mag。虽然α = -2.06+-0.32，但其暗端斜率非常陡峭，非常不确定。将需要将广域数据与额外的超深成像相结合，以大大减少未来这些参数的不确定性。
2012-11-03 astro-ph.CO
Serendipitous discovery of a massive cD galaxy at z=1.096: Implications for the early formation and late evolution of cD galaxies
我们在南GOODS的HUDF区域的一个候选丰富星系团中偶然发现了一个z=1.096的大质量cD星系。这个最明亮的星系团是迄今为止确认的最遥远的cD星系。超深HST/WFC 3图像显示了一个扩展的信封从~10千秒差距开始，达到~70千秒差距的半径沿半长轴。光谱能量分布表明，它的内部和外部包层都是由一个古老的、被动演化的恒星星族组成。cD星系的质量大小关系与大部分静止星系的质量大小关系相同，红移也相似。cD星系有着更高的恒星质量表面密度，但与那些质量更大的，邻近的cD星系有着相似的速度色散。如果cD星系是今天质量更大的cD的祖先之一，那么在过去的~8 Gyrs中，它的大小和恒星质量平均分别增加了$3.4\pm1.1$和$3.3\pm1.3$。这种大小和恒星质量的增加，而不伴随着速度色散的显着增加是一致的演化情景驱动的主要和次要的干合并。如果这样的cD包络源于干合并，那么我们发现的哪怕是一个例子也证明了一些BCG在z=1之前的时期就进入了干合并阶段。我们的数据与理论模型相匹配，理论模型预测在z<1时持续的干合并可以导致类似于今天看到的大质量cD星系的结构。此外，我们的发现是一个惊喜，因为HUDF的极端深度对于揭示z>1时这样一个扩展的cD包络是必不可少的，然而，HUDF只覆盖了天空的一个微小区域。我们的偶然发现表明，这种CD可能比预期的更常见。[摘要]
2013-04-16 astro-ph.CO astro-ph.GA
Focusing Cosmic Telescopes: Exploring Redshift z~5-6 Galaxies with the Bullet Cluster 1E0657-56
星系团的引力势就像一个宇宙望远镜，使我们能够在比其他方式更微弱的极限上发现和研究星系，从而更接近第一个星系形成的时代。我们使用子弹星系团1 E0657 -56（z = 0.296）作为案例研究，因为它的高质量和合并配置使其成为我们所知道的最有效的宇宙望远镜之一。我们开发了一种新的算法来重建子弹星系团的引力位，基于非均匀自适应网格，结合来自深HST/ACS F606 W-F775 W-F850 LP和地基成像的强和弱引力透镜数据。我们利用这个改进的质量图来研究z~5-6莱曼断裂半导体（LBG），我们检测到的辍学。其中一个LBG被多次成像，提供了其高红移的几何确认，并用于进一步改进我们的质量模型。我们量化的不确定性，在放大图重建的内在源光度，并在体积调查，并表明，它们是可以忽略不计的样本方差相比，当确定高红移星系的光度函数。子弹星系团的观测结果与HUDF和GOODS相比，具有更浅和可比的星等限制，在校正放大率后，比GOODS更深入地探索高红移星系的光度函数，仅比HUDF略浅。我们的结论是，准确聚焦的宇宙望远镜是最有效的方式来采样高红移星系的光度函数的亮端，并在情况下，他们是多重成像确认其红移。
2009-10-14 astro-ph.CO astro-ph.GA
Evolution of the Sizes of Galaxies over 7<z<12 Revealed by the 2012 Hubble Ultra Deep Field Campaign
我们分析的红移和亮度依赖的大小的辍学星系候选人在红移范围z~7-12使用深的图像从UDF 12运动，数据提供了两个明显的优势，在早期的工作。首先，我们利用UDF 12成像提供的增加的S/N比，以提供改进的尺寸测量已知星系在z=6.5-8的HUDF。具体来说，我们将新的深F140 W图像与现有的F125 W数据叠加，以提供改进的z-dropouts半光半径测量。同样，我们将此图像与新的深UDF 12 F160 W图像叠加，以获得Y型脱落样本的新尺寸测量值。其次，由于UDF 12数据允许在z>8的HUDF中构建第一个鲁棒的星系样本，因此我们能够将平均星系大小的测量扩展到显著更高的红移。限制我们的大小测量的源，现在检测到在> 15西格玛，我们证实了早期的迹象，平均半光半径z~7-12星系是非常小的，0.3-0.4千秒差距，相当于在本地恒星形成星系的巨大分子协会的大小。我们还证实，有一个明显的趋势，减少半光半径增加红移，并提供了第一个证据，这种趋势继续超过z~8。将平均半光半径的演化模拟为幂律（1+z）^s，我们得到了在z~4-12的红移范围内的最佳拟合指数s=-1.28+/-0.13，介于物理预期的嵌入在恒定质量（s=-1）和恒定速度（s=-1.5）的暗晕中的重子演化之间。一个清晰的大小-光度关系，如在较低的红移中发现的，在我们的z-和Y-dropout样本中也很明显。这个关系可以用恒星…
2012-12-17 astro-ph.CO
An optimal ALMA image of the Hubble Ultra Deep Field in the era of JWST: obscured star formation and the cosmic far-infrared background
本研究整合ALMA存档数据生成哈勃超深场最深1毫米波段图像，结合JWST数据检测到更多星系，通过叠加分析测量宇宙红外背景贡献，验证JWST已基本检测到所有对该背景有贡献的星系。
2024-02-02 astro-ph.CO
CANDELS: The Evolution of Galaxy Rest-Frame Ultraviolet Colors from z = 8 to 4
本文研究了星系静止帧紫外色在4 < z < 8历元的演化。我们使用新的宽视场近红外数据在GOODS-S从CANDELS，HUDF 09和ERS计划选择星系通过光度红移测量。我们的样本由2812个z > 3.5的候选星系组成，其中包括113个z = 7至8的候选星系。我们将观测到的光谱能量分布拟合到一套合成的恒星星族模型中，并从最佳拟合模型光谱中测量UV光谱斜率（β）的值。β的中值从z = 4时的-1.82（+0.00，-0.04）显著演变为z = 7时的-2.37（+0.26，-0.06）。此外，我们发现z = 7的暗星系的β = -2.68（+0.39，-0.24）（修正观测偏差后约为-2.4）;这比文献中先前的说法更红，并且不需要“奇异”的恒星星族来解释它们的颜色。这种演化可以用尘埃灭绝的增加来解释，其时间尺度与形成大部分尘埃的低质量AGB恒星一致。当在1500 A的一致静止帧波长下测量M_UV时，我们发现β和M_UV之间没有显著（< 2-sigma）相关性。这在明亮的星等下尤其如此，尽管我们的结果确实显示了当单独考虑HUDF中的星系时在微弱星等下存在弱相关性的证据，暗示样本光度的动态范围可能起作用。我们确实发现在所有的红移中，β和恒星质量之间都有很强的相关性，因为质量越大的星系呈现出越红的颜色。在我们的样本中，质量最大的星系在每个红移处都是红色的，这意味着尘埃可以在大质量星系…
2012-08-08 astro-ph.CO
A new multi-field determination of the galaxy luminosity function at z=7-9 incorporating the 2012 Hubble Ultra Deep Field imaging
本文给出了红移z ~ 7和z ~ 8处紫外星系光度函数（LF）的一个新的确定方法，并给出了z ~ 9处的首次估计。在高z的LF的形式和演化的准确测定是至关重要的，以提高我们的知识的早期星系演化和宇宙再电离。我们的分析充分利用了HST UDF 12活动中新的、最深的WFC 3/IR成像，并包括对所有适当的、浅/宽区域HST数据的新的、一致的分析。我们对z ~ 7-8处的LF演化的新测量是基于~600个星系的最终目录，并且涉及基于每个对象的红移概率分布的逐步极大似然确定;这充分利用了HUDF中现在可用的11波段成像，包括新的UDF 12 F140 W数据和深斯皮策IRAC成像。最终结果是确定z ~ 7 LF向下延伸至M_UV =-16.75，并且z ~ 8LF向下延伸至M_UV =-17.00。拟合Schechter函数，我们发现M* = -19.90（+0.23/-0.28），log phi* = -2.96（+0.18/-0.23），弱端斜率α =-1.90（+0.14/-0.15），并且在z~ 8处M* = -20.12（+0.37/-0.48），log phi* = -3.35（+0.28/-0.47），alpha=-2.02（+0.22/-0.23）。这些结果加强了这样的建议，即z > 7处的演化更类似于“密度演化”，而不是在z ~ 5-7处看到的表观“光度演化”。我们还提供…
2013-04-11 astro-ph.CO
Morphological evolution of galaxies from ultradeep HST WFC3 imaging: the Hubble sequence at z~2
我们使用超深HST WFC 3/红外成像的HUDF调查的静止坐标系的光学形态的质量选择的样品的星系在z~2。我们发现了各种各样的星系形态，从大型的蓝色盘状星系到紧凑的红色早期星系。我们推导了这些星系的静止坐标系u-g色廓线，结果表明，样本中的大多数z~2星系具有负的色梯度，其核心是红色的。虽然这些颜色梯度可能部分是由尘埃含量的径向变化引起的，但它们表明z~2星系中心存在较老的恒星星族。这一结果与星系增长的“由内而外”的情况是一致的。我们发现，中值颜色梯度随红移的变化是相当恒定的：[Delta（u- g_{rest}）/Delta（log r）]_{median} =-0.46，-0.44和-0.49（z~2，z~1和z=0）。利用表面亮度剖面的结构参数，我们证实在z~2星系形态与特定的恒星形成率有很好的相关性。在相同的质量下，恒星形成星系比静止星系有更大的有效半径，更蓝的静止坐标系u-g色和更低的Sersic指数。这些相关性与较低红移的相关性非常相似，这表明在z=0时产生哈勃序列的关系在这个早期的大质量星系中已经存在。
2011-06-08 astro-ph.CO
The Brightest Of Reionizing Galaxies Survey: Design and Preliminary Results
本文首次报道了在再电离星系巡天（BoRG）中寻找红移z~8的极亮（M_AB-21）星系的结果。BoRG是哈勃空间望远镜3号广角相机的纯平行巡天，它在高银河系纬度的随机视线上获得四种滤光片（F606 W，F098 M，F125 W，F160 W）的图像，并优化了积分时间，以识别z>7.5的星系为F098 M-脱落。我们在这里讨论的结果是在23个BoRG场上的大约130弧分^2的搜索区域中得到的，并由另外6个具有类似滤波器的纯并行WFC 3场补充。这个新的搜索区域比之前在z~8处的WFC 3观测宽两倍多。我们确定了四个具有高统计置信度的F098 M-脱落候选者（在F125 W中检测到大于8 sigma置信度）。这些源是目前已知的z = 8的最亮候选者之一，比z=8.56的星系UDFy-38135539亮约10倍。因此，它们代表了光谱后续观测的理想目标，并可能导致红移记录，因为我们的颜色选择包括z~9的对象。然而，我们的样本的预期污染率比传统领域中对辍学星系的典型搜索高出约30%，例如GOODS和HUDF，其中更深入的数据和额外的光学过滤器可用于拒绝污染物。
2010-12-29 astro-ph.CO
Flexion measurement in simulations of Hubble Space Telescope data
我们提出了一个模拟分析弱引力透镜弯曲和剪切测量使用shapelet分解，并确定弯曲和剪切测量噪声之间的差异，在深调查数据。从哈勃太空望远镜超深场（HUDF）的星系模型和应用校正的HUDF点扩散函数，我们产生透镜模拟深，光学成像数据从哈勃的高级相机的调查（ACS），与现实的星系形态。我们发现，弯曲和剪切估计在我们的测量管道不同：而固有的星系形状通常是剪切估计噪声的主要贡献，由于有限的光子计数和探测器读取噪声的像素噪声是弯曲估计的不确定性的主要贡献者，在广泛的星系信噪比。这种像素噪声也增加得更快，星系信噪比降低比剪切估计发现。我们提供了简单的幂律拟合函数的这种行为，弯曲和剪切，允许的效果，以适当占在未来的预测弯曲测量。使用模拟，我们还量化了我们的shapelet弯曲和剪切测量管道的系统偏差，用于深哈勃数据集，如来自形态学和SED的星系演化，空间望远镜A901/902星系演化调查或宇宙演化调查。测量偏差被认为是显着的，但与以前的研究一致。
2013-08-14 astro-ph.CO
A robust sample of galaxies at redshifts 6.0<z<8.7: stellar populations, star-formation rates and stellar masses
本文介绍了在三个深场（HUDF、HUDF 09 -2和ERS）的近红外HST成像中识别z>6星系的光度红移分析结果。通过采用一套严格的标准来拒绝低z的闯入者，并通过采用解融合技术，使可用的IRAC图像被包括在候选人的选择过程中，我们已经得到了一个强大的样本70莱曼break星系（LBG）跨越红移范围6.0<z<8.7。基于我们最终的样本，我们研究了紫外光谱斜率（β）的分布，发现方差加权平均值<beta>=-2.05 +/- 0.09，与以前的一些结果相反，并没有显着比低红移星暴星系更蓝。我们确认了其他地方报道的紫外线光度和恒星质量之间的相关性，但是基于拟合的星系模板，具有一系列的恒星形成历史，金属丰度和红化，我们发现，在z>=6时，在给定的紫外线光度下，质光比（M*/L_UV）的范围可以跨越~50倍。通过对21个候选恒星的子样本进行研究，我们发现在z~6.5处的L* LBG的恒星质量中值为M* =（2.1 +/- 1.1）x 10^9 Msun，比恒星形成率中值为1.9 +/- 0.8 Gyr^-1。使用相同的子样本，我们研究了星云连续谱和线发射的影响，发现对于大多数候选者（21个中的16个），最适合的恒星质量估计值减少了不到2.5倍。最后，我们的最终样本与以前的研究结果的详细比较表明，在微弱的星等，在文献中的几个高红移星系样本显着污染的低红移闯入者（删节）。
2011-08-29 astro-ph.CO astro-ph.GA
Very blue UV-continuum slopes of low luminosity z~7 galaxies from WFC3/IR: Evidence for extremely low metallicities?
我们使用超深的WFC 3/IR数据在HUDF和早期发布的科学WFC 3/IR数据在CDF-South GOODS领域量化的宽带光谱特性的候选恒星形成星系在z~7。我们确定在这些星系的紫外线连续斜率β，并在以后的时间与星系的斜率进行比较，以衡量β的演变。对于明亮的L*（z=3）星系，我们测量到平均紫外连续斜率β为-2.0+/-0.2，这与在z~5-6处类似光度下导出的β ~-2相当。然而，对于较低光度的0.1L*（z=3）星系，我们测量的平均β为-3.0+/-0.2。这比在z~4，仅仅8亿年后，甚至在z~5-6时发现的类似光度星系要蓝得多。原则上，观测到的β值-3.0可以与非常年轻的无尘恒星星族相匹配，但是当包括星云发射时，预期的β值变为>-2.7。为了产生这些非常蓝色的β（即，β ~-3），极低的金属丰度和机制，以减少红星云发射可能是必要的。例如，大的逃逸分数（即，f_{esc} >~0.3）可以最大程度地减少这种红色星云发射的贡献。如果这是正确的，并且在昏暗的z~7星系中逃逸分数>~0.3，这可能有助于解释星系如何使宇宙膨胀。
2010-01-09 astro-ph.CO
UV Luminosity Functions at redshifts z~4 to z~10: 10000 Galaxies from HST Legacy Fields
来自CANDELS、HUDF 09、HUDF 12、ERS和BoRG/HIPPIES程序的HST数据集使我们能够绘制出UV LF从z~10到z~4的演变。在1000 arcmin**2的探测区域中，我们分别在z~4，z~5，z~6，z~7，z~8和z~10处发现了5859，3001，857，481，217和6个候选星系。在五个坎德尔场中选择z~4-8星系使我们能够评估宇宙的变化;最大的变化在z>=7时很明显。我们在z~4和z~5处的新LF测定跨越6等基线（-22.5至-16 AB等）。这些测定与以前的估计一致，但更大的样本和体积探测在这里导致一个更可靠的采样>L* 星系，并允许我们重新评估的紫外线LF的形式。我们的新LF结果加强了我们早期的发现，在z>4时，UV LF的较陡的暗端斜率为3.4 sigma显著性，α从z~4时的α =-1.64+/-0.04演变到z~7时的α =-2.06+/-0.13（z~8时的α = -2.02+/-0.23），与晕质量函数演变的预期一致。随着我们在亮端的改进约束，我们发现在红移范围z~4到z~7内特征光度M* 的变化较小;在LF中观察到的变化现在主要由phi* 的变化来表示。没有发现z~4-8类LF的非Schechter形式的证据，一个简单的基于晕生长和演化的条件LF模型在晕的M/L比（（1+z）**-1.5）下提供了一个很好的描述。
2015-01-22 astro-ph.CO astro-ph.GA
Predictions for the Abundance of High-redshift Galaxies in a Fuzzy Dark Matter Universe
在过去的几十年里，高红移星系静止系紫外光度函数（$z \geq 6$）的测量取得了迅速的进展。在这些红移的星系LF的暗端提供了强大的约束不同的暗物质模型，抑制小尺度结构的形成。在这项工作中，我们执行完整的流体动力学宇宙学模拟的星系形成使用的另一种DM模型组成的极轻玻色子粒子（$m \sim 10^{-22}$ eV），也被称为模糊暗物质（FDM），并检查在$z \geq 6$的FDM质量范围内的星系恒星质量函数和光度函数的预测。我们发现，对于玻色子质量为$m = 5\times10^{-22}$ eV的FDM模型，恒星质量为$\rm M_* \sim 10^7 M_{\odot}$的星系数密度在z = 9时被$\sim 40\%$抑制，在z = 5时被$\sim 20\%$抑制，在-16 < $M_{\rm UV}$ < -14星等范围内的紫外LF在$z = 9$时被$\sim 60\%$抑制，在$z = 5$时被$\sim 20\%$抑制.比较我们的预测与当前测量的模糊端LF（$-18 \leqslant M_{\rm UV} \leqslant -14$），我们发现，FDM模型与$m_{22} < 5\times10^{-22}$被排除在$3σ$置信水平。我们预计，未来的LF测量詹姆斯韦伯太空望远镜（JWST），这将延伸到$z \lesssim 10$的$M_{\rm UV} …
2019-04-02 astro-ph.CO
Only the Lonely: HI Imaging of Void Galaxies
我们已经完成了一个试点调查成像15 SDSS选定的空心星系在HI本地（d=50至100 Mpc）空隙。这个小样本组成了一个令人惊讶的有趣的星系集合，由具有不对称和扰动HI盘的星系，以前未识别的同伴和正在进行的相互作用组成。其中一个被发现有一个极HI盘，没有恒星对应物。虽然到目前为止，我们的少量统计数据是有限的，但结果支持过去的发现，即大多数空星系通常是晚型星系，具有丰富的气体盘和类似于场星系的小规模集群，尽管它们有大规模的低密度环境。
2009-09-15 astro-ph.CO
Candidate z~8-9 Galaxies from WFC3 Imaging
本文利用最新的HST WFC 3近红外数据，基于Lyman-break技术，对7.6<z<9.8的星系进行了搜索。我们寻找的星系，有大（Y-J）的颜色（“Y滴”）的帐户莱曼α森林吸收，并与（J-H）的颜色不一致的是低红移的污染物。我们确定了24个候选人在红移z~8-9（15个是强大的，另外9个边缘，但与高红移一致）超过50平方角分的区域。以前用WFC 3搜索Y滴只集中在哈勃超深场（HUDF）上，而我们更大的调查（涉及另外两个附近的深场和更广泛的区域调查）已经使强大的Y滴候选者的数量增加了三倍。我们第一次有足够的z~8-9星系来拟合UV Schechter光度函数的φ ^* 和M^*。从z=6-7到z=8-9的光度函数有演化的证据，在z~8-9处的紫外亮星系较少，这与主要在M^* 中的演化相一致。我们探测到的候选星系z~8-9的电离通量不足以使宇宙恢复正常，低于我们探测极限的星系很可能提供了显著的紫外贡献。弱端斜率alpha没有得到很好的约束。然而，采用与在z=3-6（α =-1.7）处确定的暗端斜率相似的暗端斜率和Salpeter初始质量函数，如果f_escape<0.5，则电离光子预算仍然不足，甚至积分到M（UV）=-8。一个更陡的暗端斜率或低金属丰度的人口（或头重脚轻的IMF）可能仍然提供足够的光子，使恒星形成星系重新形成宇宙，但这可能需要等待詹姆斯韦伯太空望远镜的证实。
2011-02-04 astro-ph.CO
Constraining the Minimum Luminosity of High Redshift Galaxies through Gravitational Lensing
我们模拟了引力透镜对高红移星系源计数的影响，预计在不久的将来由哈勃前沿场计划和詹姆斯韦伯太空望远镜（JWST）观测。将透镜作用物体的质量密度剖面取为奇异等温球（SIS）或Navarro-Frenk-White（NFW）剖面，模拟了红移z_L = 0.5的透镜，并探讨了由此产生的放大偏差及其随透镜速度色散、仪器光度灵敏度、背景源总体红移、以及源的固有最大绝对幅度（M_{max}）。我们发现，引力透镜使HUDF（df/dν_0 ~ 9 nJy）和JWST中深巡天（df/d ν_0 ~ 6 nJy）在θ E/2 <= θ<= 2θ E（其中θ E是爱因斯坦角）角区内观测到的红移z >= 13的星系数分别增加了约3倍和1.5倍。此外，我们发现，即使在负的放大率偏差的情况下，减少了观察到的数目计数的背景源，透镜效应提高了灵敏度的计数的内在微弱幅度截止的Schechter光度函数。在一个以强透镜星系团为中心的场中，用JWST对z ≥ 6和z ≥ 13星系的观测可以用来推断这个截止星等，其亮度值可以达到M_{max} ~ -14.4和-16.1等（L_{min} ~ 2.5*10^{26}和1.2*10^{27} erg s^{-1} Hz^{-1}），在现有理论模型所涵盖的范围内。因此，引力透镜可能提供一种有效的方法来限制高红移星系的低光度截止。
2013-11-25 astro-ph.CO
Tracing the Mass Growth and Star Formation Rate Evolution of Massive Galaxies from z~6 to z~1 in the Hubble Ultra-Deep Field
我们提出了一个分析$\sim$ 1500 H160选定的测光星系检测到的极限星等为27.8的HUDF，使用图像从HST WFC 3/IR相机结合档案紫外，光学和近红外成像。我们适合光度红移和恒星星族估计所有星系的斯皮策IRAC通量，允许范围内的累积质量函数的测定$1<z<6$。通过选择一个恒定的累积数密度的星系样本，我们探讨了从z $\sim$ 6恒星质量和恒星形成率的共同演化。我们发现一个稳定的增加在SFR的星系在常数密度从z $\sim$ 6到z $\sim$ 3。恒星形成的高峰期被发现转移到以后的星系数量密度增加的时候，在宇宙缩小的预期。观测到的SFR可以完全解释累积数密度大于10 $^{-3.5}$ Mpc $^{-3}$的星系中质量增长到z $\sim$ 2的现象。对于一个较低的常数密度的星系，我们发现所观察到的恒星质量是$\sim$ 3倍以上，这可能是由所观察到的恒星形成单独在晚的时候，这意味着合并的增长起着重要的作用，在$z<2$。我们还观察到一个减少的sSFR，相当于大约一个数量级，从z $\sim$ 6到z $\sim$ 2之间的星系数密度小于10 $^{-3.5}$兆位计算机$^{-3}$随着显着的证据表明，在任何红移的sSFR是更高的星系在更高的数密度。这些发现的结合可以定性地解释以前的研究结果sSFR平台在高红移。跟踪的样本匹配的累积数密度在此红移范围内的静…
2013-10-30 astro-ph.CO
The Globular Cluster Populations of Giant Galaxies: Mosaic Imaging of Five Moderate-Luminosity Early-Type Galaxies
本文介绍了五个中等光度（M_V ~-21 ~-22）早型星系的球状星团（GC）系统的宽视场成像结果。其目的是通过测量大半径来精确量化GC系统的全局特性。利用KPNO 4 m望远镜和MOSAIC成像仪获得了4个透镜星系（NGC 5866，NGC 4762，NGC 4754，NGC 3384）和1个椭圆星系（NGC 5813）的BVR成像，并追踪了GC星群到投影的星系核半径范围为20 kpc ~ 120 kpc。我们将我们的成像与哈勃太空望远镜的数据相结合，以测量靠近星系中心的GC表面密度。我们从积分径向剖面计算了GC的总数（N_GC），发现NGC 5866的N_GC = 340 +/- 80，NGC 5813的N_GC = 2900 +/- 400，NGC 4762的N_GC = 270 +/- 30，NGC 4754的N_GC = 115 +/- 15$，NGC 3384的N_GC = 120 +/- 30。测得的GC比频率S_N在0.6 ~ 3.6之间，T在0.9 ~ 4.2之间。这些值与我们的调查和其他已发表的数据发现的星系形态类型的平均比频率一致。三个星系（NGC 5866，NGC 5813，NGC 4762）有足够数量的GC候选者来研究GC系统中的颜色双峰和颜色梯度。NGC 5813显示了双峰性和B-R颜色梯度的强有力证据（>3 sigma），这是由更集中的红色（富含金属）…
2012-10-14 astro-ph.CO
Morphologies of local Lyman break galaxy analogs II: A Comparison with galaxies at z=2-4 in ACS and WFC3 images of the Hubble Ultra Deep Field
Lyman break galaxies（LBG）显示出一系列结构（从单一/紧凑到星团/扩展），这与典型的本地恒星形成星系不同。最近，我们介绍了一个罕见的，附近（z<0.3）的恒星爆发的样本，似乎是很好的类似物的LBG。这些“莱曼破裂类比”（LBA）为理解不同红移的恒星爆发提供了一个很好的训练集。我们通过比较30个LBA与z~2的sBzK星系和z~3-4的LBG在HUDF中的静止坐标系UV/光学形态，提出了这一应用。LBA和LBG的紫外/光学颜色和大小非常相似，而BzK星系更红更大。局部和高z样品的形态（G、C、A和M_20）之间存在显著重叠，尽管后者稍微不那么集中和更结块。我们发现，在大多数的LBA的星爆似乎是由相互作用/合并。当LBA的图像退化到与LBG和BzK星系图像相同的灵敏度和分辨率时，这些相对微弱的不对称特征不再被检测到。这种影响在静止帧UV中特别严重。有人认为，高z星系经历了强烈的爆发，与当地看到的任何东西都不同，可能是由于冷流和不稳定性。在某种程度上，这是基于这样一个事实，即大多数（约70%）的LBG不显示合并的形态特征。我们的研究结果表明，这一证据是不够的，因为很大一部分这样的签名可能已经错过了目前的观测z>2星系。这就留下了一种可能性，即星团吸积和合并仍然是驱动这些恒星爆发演化的重要因素，同时还有通过其他方式进行的快速气体吸积。
2009-12-24 astro-ph.CO
The properties of (sub)millimetre-selected galaxies as revealed by CANDELS HST WFC3/IR imaging in GOODS-South
我们利用HST CANDELSWFC 3/IR成像研究了GOODS-South中（亚）mm星系的性质。在使用深射电和斯皮策成像来识别（亚）毫米源的星系对应物之后，我们以两种方式使用了新的CANDELS数据。首先，我们推导出了改进的光度红移和恒星质量，证实了（亚）mm星系是z=1-3的大质量（<M*>=2.2x10^11 M_solar）星系。其次，我们利用WFC 3/IR成像的深度和分辨率来确定静止帧光波长下星系的大小和形态，拟合二维轴对称Sersic模型。至关重要的是，WFC 3/IR H波段成像使质量占主导地位的星系，而不是蓝色的高表面亮度的功能，往往占主导地位的光学（静止帧紫外线）图像的（亚）毫米星系的建模，并可以混淆视觉形态分类。作为分析的结果，我们发现，在几乎所有的（亚）mm星系中，>95%的静止坐标系光学光可以很好地描述为单一的指数盘，或多组分系统，其中主要成分是盘状的。我们证明了这一结论与高质量地基K波段成像的结果是一致的，并解释了原因。大质量盘星系的主机发光（亚）毫米发射是合理的扩展（r_e=4千秒差距），与其他大质量恒星形成盘在z~2的大小一致。在许多情况下，我们在源内发现了蓝色团块的证据，质量占主导地位的圆盘在较长的波长下变得更加重要。最后，只有少数的来源显示了一个主要的星系-星系相互作用的证据。总的来说，这些结果支持了这样的观点，即大多数z~2的（亚）mm星系…
2013-05-06 astro-ph.CO
Star forming galaxies in the Hercules cluster: Halpha imaging of A2151
本文介绍了在A2151星系团的中心区域的星系的Halpha成像调查的第一个结果。在Halalpha中共检测到50个放射源。43 H $α$选择的星系的形态范围从宏伟的设计螺旋和相互作用的星系到蓝色致密体和潮汐矮星或孤立的河外HII区域，与后发座星系团和A1367星系团以及场星系样本的比较表明，存在L（H α）星系团。低于预期的MB，这是集群环境的召唤。这一事实导致了团簇相对于场的L（H α）与EW（H α）和L（Hα）分布的差异，以及这些量在团簇之间的变化，我们认为这是由作为总质量的全局团簇性质驱动的。总的来说，我们的结论是，全球集群环境以及集群合并的历史发挥不可忽视的作用，星系团的整体恒星形成的性质。
2009-07-08 astro-ph.CO
The Effect of Surface Brightness Dimming in the Selection of High-z Galaxies
宇宙表面亮度变暗的形式是$(1+z)^{-4}$，它影响所有的光源。表面亮度变暗对红移z的强烈依赖性表明在寻找高红移星系时存在选择偏差，即我们倾向于只检测那些具有高表面亮度（SB）的星系。然而，未解决的发射结不受SB调光的影响，从而提供了一种方法来测试高Z星系的块状。我们的策略依赖于比较的总流量检测相同的源在不同深度的调查。对于所有星系，更深的图像允许更好地调查低SB功能。宇宙学的SB调光使得这些低SB特征在红移越来越高的时候很难被探测到。我们使用GOODS和HUDF哈勃太空望远镜遗留数据集来研究SB调光对高红移星系的低SB特征的影响，并将其与平滑源的预测进行比较。我们选择了一个样本的莱曼break星系在z~4（即B波段辍学）检测到的所有数据集，并发现没有显着的趋势时，从不同深度的图像测量的总星等进行比较。通过蒙特卡罗模拟，我们得出了不同SB轮廓的星系的预期趋势。与数据的比较暗示了从高z星系发出的大多数静止坐标系紫外光的紧凑分布。
2014-10-08 astro-ph.CO astro-ph.GA
Stellar Populations and the Star Formation Histories of LSB Galaxies: I. Optical and H-alpha Imaging
本文介绍了光学和H-α成像的大样本LSB星系选择的PSS-II目录（Schombert等。al 1992）。正如在以前的工作中所指出的，LSB星系跨越一系列的光度（-10 > M_V > -20）和大小（0.3 kpc < R_V25 < 10 kpc），尽管它们在不规则的形态上是一致的。它们的H-α光度（L（H-α））范围为10^36至10^41尔格·秒^-1（对应于恒星形成的范围，使用正则公式，从10^-5至1 M太阳年^-1）。虽然它们的光学颜色在星系的蓝色边缘，但它们与矮星系（van Zee 2001）和富含气体的不规则星（Hunter & Elmegreen 2006）的颜色相似。然而，它们每单位恒星质量的恒星形成率比其他相同重子质量的星系小10倍，这表明它们不仅仅是更活跃的恒星形成星系的静止版本。本文介绍了数据，减少技术和新的哲学数据存储和表示。本系列的后续论文将使用该数据集探索LSB星系的恒星星族和恒星形成历史。
2011-09-11 astro-ph.CO
The UV continua and inferred stellar populations of galaxies at z ~ 7 - 9 revealed by the Hubble Ultra Deep Field 2012 campaign
我们使用我们的UDF 12 HST WFC 3/IR活动提供的哈勃超深场（HUDF）的新的超深，近红外成像来探索红移z > 6.5的星系的静止帧紫外特性。我们给出了z ~ 7处暗星系平均紫外幂律指数β的第一次无偏测量结果，z ~ 8处β的第一次有意义的测量结果，以及z ~ 9处新星系样本的初步估计。在新的F140 W成像中利用星系选择来最小化颜色偏差，并应用颜色和幂律估计β，我们发现对于M_UV ~-18的星系，在z ~ 7处β = -2.1（+/-0.2）。这意味着在这个时期发现的最暗的星系，平均而言，紫外线的颜色并不比那些在低红移时最蓝的恒星形成星系所显示的颜色更极端。在z ~ 8处，我们发现类似的值，beta = -1.9（+/-0.3）。在z ~ 9处，我们发现beta = -1.8（+/-0.6），与z ~ 6 - 7基本上没有变化（尽管高度不确定）。最后，我们表明，目前还没有证据表明，在我们的新的，强大的z ~ 7星系样本的β显着的内在散射。我们的结果很容易用一群稳定的恒星形成星系来解释，这些星系要么具有~太阳的金属丰度和零尘埃，要么具有中等的亚太阳（~ 10-20%）金属丰度和适度的尘埃遮蔽（A_V ~ 0.1-0.2）。后一种解释与最先进的星系形成模拟的预测是一致的，这也表明，在M_UV >-16之前，可能不会出现大量的金属丰度非常低的无尘星系，β ~ -2.5，直…
2013-04-22 astro-ph.CO
Studies of Radio Galaxies and Starburst Galaxies using Wide-field, High Spatial Resolution Radio Imaging
本文首次报道了宽视场甚长基线干涉测量（VLBI）成像新技术的应用。这些技术用于三个具体的科学领域：（一）对邻近星暴星系中致密射电源进行亚秒差距尺度的研究;（二）对活跃射电源星系中喷流相互作用的研究;（三）对亚弧秒、90厘米天空进行无偏差的研究。
2014-01-20 astro-ph.CO astro-ph.GA
Directly imaging damped Ly-alpha galaxies at z>2. II: Imaging and spectroscopic observations of 32 quasar fields
阻尼Ly-alpha吸收体（DLAs）是一类研究得很好的吸收线系统，但其宿主星系的性质仍然是未知的。为了研究这些系统的起源，我们对32个类星体场进行了成像调查，这些类星体场之间存在z~1.9-3.8之间的DLA，利用一种技术，使我们能够在与背景类星体的任何小角度分离处对星系进行成像。在本文中，我们提出的目标DLA样品的性质，新的成像观测的类星体领域，并分析新的和档案光谱的背景类星体。
2014-07-22 astro-ph.CO astro-ph.GA
Early-type galaxies in the PEARS survey: Probing the stellar populations at moderate redshift
利用PEARS计划中的HST/ACS无缝棱晶光谱，我们研究了GOODS南北场中形态选择的早型星系的恒星星族。样本-从（v2.0）HST/ACS图像的视觉分类中提取，并限制红移z>0.4 -包括228个星系（F775 W <24 ABmag），z约为1.3，320弧分2，中值红移zM=0.75。这项工作大大增加了我们以前在HUDF中GRAPES巡天的样本（18个星系超过~11弧分2; Pasquali et al. 2006 b）。棱镜数据使我们能够将样品分为“红色”和“蓝色”光谱，后者占总数的15%。三个不同的网格模型参数化的恒星形成的历史被用来适应低分辨率的光谱。在样本的红移范围内-对应于5到10 Gyr之间的宇宙年龄-我们发现恒星质量和平均年龄之间有很强的相关性，而年龄的 ** 分布 **（由分布的RMS定义）大约为1 Gyr，并且与恒星质量无关。最佳拟合参数表明，它是形成时代，而不是形成时标，最好的相关性在早期类型的星系的质量。这一结果--以及最近观测到的大质量星系数量密度缺乏演化--激发了对绕过蓝云中任何相位的（大质量）星系形成通道的需求，正如Dekel等人（2009）的模拟所建议的那样。
2009-08-07 astro-ph.CO astro-ph.GA
MIRI Deep Imaging Survey (MIDIS) of the Hubble Ultra Deep Field
本文报告了利用JWST/MIRI对哈勃超深场进行的MIDIS巡天，在F560W滤光片下累计约41小时积分，是迄今最长的河外场单滤光片曝光，用于探测高红移星系的静止坐标系近红外和可见光辐射。
2024-11-29 astro-ph.CO astro-ph.GA
Hubble Frontier Fields First Complete Cluster Data: Faint Galaxies at $z\sim 5-10$ for UV Luminosity Functions and Cosmic Reionization
利用哈勃前沿场（HFF）观测到的Abell 2744透镜星系团和平行光场的第一个全深度数据集，对$z\sim10$以下的暗脱落星系进行了综合分析。我们在HFF场的$z\sim5-10$处发现了$54$的缺失，并放大了迄今为止获得的$z\sim9$星系样本的尺寸。虽然高度放大（$μ\sim10$）星系的数量很少，由于强透镜的微小调查体积，我们的研究达到了星系的内禀光度相媲美的深场HUDF研究。我们推导出紫外线光度函数与这些微弱的辍学，仔细评估组合的观测不完整性和透镜效应在图像平面的密集模拟，包括放大，失真，和乘法的图像，与质量模型依赖性的评估。我们的研究结果证实，在$z\sim6-8$的弱端斜率$α$和$-2$一样陡，并加强了在$z>8$的紫外光度密度$ρ_\mathrm{UV}$从大$z\sim9$样品中迅速下降的证据。我们研究快速的$ρ_\mathrm{UV}$减少的趋势是否可以调和与大汤姆逊散射光学深度，$τ_\mathrm{e}$，测量CMB实验允许一个大的空间的自由参数，如平均电离光子逃逸分数和恒星人口依赖的转换因子。任何参数集均无法重现快速$ρ_\mathrm{UV}$降低和大$τ_\mathrm{e}$。可能是$ρ_\mathrm{UV}$降低了$z\gtrsim11$的缓和度，自由参数显著地向高$z$演化，或者存在其他的再电离源，如X射线双星和微弱的活动星系核。
2014-11-11 astro-ph.CO astro-ph.GA
The colour distribution of galaxies at redshift five
研究了红移z~5的Lyman-break星系（LBG）的静止坐标系紫外光谱斜率。通过结合深哈勃空间望远镜的CANDELS和HUDF领域的成像与UKIDSS超深调查（UDS）的地基成像，我们已经产生了一个大样本的z~5 LBG跨越前所未有的因子>100的紫外光度。基于这个样本，我们发现了一个清晰的颜色-星等关系（CMR）在z~5，这样的休息帧UV斜率（β）的明亮的星系是显着红比他们的暗淡的同行。我们确定z~5 CMR可以用线性关系d beta =（-0.12 +/-0.02）d Muv很好地描述，没有明显的证据表明CMR斜率在微弱的星等（即Muv > -18.9）处发生了变化。使用详细的模拟结果，我们能够，第一次，推断内在的（即无噪声）变化的星系颜色周围的CMR在z~5。我们发现显着（12西格玛）的内在颜色变化的样本作为一个整体的证据。结果还表明，z~5星系内禀UV斜率分布的宽度从Muv=-18时的Delta（beta）=0.1增加到Muv=-21时的Delta（beta）=0.4.我们认为，增加宽度的内在星系的颜色分布和CMR本身都可以解释的光度独立的下限β =-2.1，结合在更明亮的紫外光光度箱中的红星系的比例增加。
2014-03-24 astro-ph.CO astro-ph.GA
Angular clustering of z~2 star-forming and passive galaxies in 2.5 square degrees of deep CFHT imaging
我们利用从深（$K_{lim}$ =23-24 AB）CFHT成像的~2.5 deg $^2$中选出的~ 40，000个恒星形成（SF）和~ 5，000个被动演化（PE）星系研究z~2星系的角成团。对于这两个人口的集群是更强的星系明亮的休息帧光学和PE星系的趋势是特别强烈的，表明被动星系与较大的恒星质量居住在更大的质量晕。相比之下，在静止帧紫外线，我们发现，而SF星系的集群随着光度的增加而增加，它减少了PE星系;一个可能的解释在于淬火的恒星形成在最大质量的晕。此外，我们发现两个组件的关联函数SF和PE星系，可归因于一个和两个晕条款。PE和SF星系的单晕项的存在表明，环境效应已经在z~2的虚拟环境中产生了被动星系。最后，我们在我们的研究中发现四个广泛分离的领域之间存在显着的聚类差异;流行的COSMOS领域是最不一致的（数量计数和光度函数也是如此），突出了在星系演化统计研究中需要非常大的区域和多个视线。
2014-07-09 astro-ph.CO astro-ph.GA
