The ALMA Spectroscopic Survey in the Hubble Ultra Deep Field: The nature of the faintest dusty star-forming galaxies
我们提出了一个表征的物理性质的样本35个探测到的，尘埃星系在深ALMA 1.2毫米的图像作为ALMA光谱调查的一部分，在{ \it哈勃}超深场（ASPECS）大计划。该样本由通过光学/红外源位置先验识别的26个额外源补充。利用它们的光谱能量分布，我们分别得到了$4.8\times10^{10}~M_\odot$和30 $M_\odot$ yr $^{-1}$的恒星质量中值和恒星形成率（SFR），以及$(2.4-11.7)\times10^{10}~M_\odot$和$20-50~M_\odot$ yr $^{-1}$的四分位距。我们得出一个中值光谱红移为1.8与四分位数范围$1.1-2.6$，显着低于亚毫米星系在较浅的，广泛的调查。我们发现，在SFR-恒星质量关系或主序（MS）中，分别有59% $\pm$ 13%，6% $\pm$ 4%和34% $\pm$ 9%位于$\pm0.4$ dex之内，高于和低于dex。ASPECS星系密切遵循的SFR分子气体质量关系和其他先前建立的标度关系，确认的气体与恒星的质量比从$z=0.5$到$z=2.5$的一个因素的五个增加和温和的演变的气体耗尽的时间尺度与一个典型的值为0.7 Gyr在$z=1-3$。ASPECS星系位于明显低于MS，一个开发不足的参数空间，有低的气体-恒星质量比的$\sim0.1-0.2$和长的耗尽时标$>1$陀螺仪。在所有红…
2020-09-23 astro-ph.CO astro-ph.GA
The Faintest X-ray Sources from z=0-8
我们利用Chandra X射线卫星获得的CDF-S场的新的4 Ms曝光，研究了在宽的红移范围内最微弱的X射线源的性质。我们使用一个优化的平均程序来研究在红移范围z=0-8和低至0.5-2 keV通量低至5 e-19 erg/cm^2/s的CDF-S中光学选择源的加权平均X射线通量。在高红移（z>5）的源样本中没有一个显示出任何显著的通量，并且在z=6.5时，我们对Bouwens等人（2006）的样本在静止坐标系3.75-15 keV带中的X射线光度设定了4 e41 erg/s的上限。这与星系中任何X射线的产生都完全是由于恒星的形成是一致的。在较低的红移，我们发现显着的加权平均X射线通量在许多样品的源在红移范围z=0-4。我们用这些来论证：（1）恒星形成和X射线产生之间的关系在这个红移范围内保持不变，（2）低于CDF-S直接探测阈值的X射线源主要是恒星形成，（3）紫外和X射线对恒星形成历史的估计完全一致。
2012-01-13 astro-ph.CO
Exploring the faintest end of mid-infrared luminosity functions up to $z\simeq 5$ with the JWST CEERS survey
利用JWST CEERS巡天数据构建了z=0-5.1的中红外光度函数，探测到比以往暗两个数量级的最暗端，并给出了首个MIRI光度密度，揭示了尘埃恒星形成历史。
2024-02-08 astro-ph.CO astro-ph.GA
Pointing the James Webb Space Telescope through lensing clusters - can the first stars and galaxies be detected?
詹姆斯韦伯太空望远镜（JWST）计划于2014年发射，预计将彻底改变我们对高红移宇宙的理解。即便如此，许多可能隐藏在红移z~10处的最有趣的源（第III族恒星，暗星，第III族星系）可能本质上对JWST来说太微弱了。在这里，我们探索的前景，寻找第一个恒星和星系指向JWST通过前景透镜集群。这种观测可以在曝光时间的一小部分内达到比目前计划的JWST超深场更深的地方，但代价是探测高红移宇宙的体积要小得多。我们还提出了Yggdrasil，光谱合成代码建模的第一个星系，并使用它来获得最微弱的流行I，II和III星系，可以通过宽带成像在JWST超深场检测到的群众。
2011-02-16 astro-ph.CO
No galaxy left behind: accurate measurements with the faintest objects in the Dark Energy Survey
传统上，大型成像调查的精确统计测量需要丢弃相当大一部分数据。这是因为大多数测量都依赖于选择几乎完整的样本，其中星系人口的组成与视宁度，深度或其他调查特征的变化很小。我们介绍了一种新的测量方法，旨在最大限度地减少这种浪费，允许精确测量任何类型的恒星或星系中检测到的成像调查。我们已经在Balrog中实现了我们的建议，Balrog是一个软件包，它将假物体嵌入真实成像中，以准确地表征测量偏差。我们证明了这种技术的角度聚类测量使用暗能量调查（DES）的数据。我们首先表明，我们的注入星系的恢复取决于各种各样的调查特性，以同样的方式作为真实的数据。然后，我们构建了DES中最暗星系的通量限制样本，专门针对它们对深度的敏感性和看到的变化进行选择。在标准Landy-Szalay关联函数估计器中使用合成星系作为随机数，至少可以抑制两个数量级的变量调查选择的影响。有了这个校正，我们测量的角度聚类被发现是在一个更深的，更高分辨率的空间为基础的宇宙演化调查（COSMOS）成像的匹配样本，在角度尺度的$0.004^{\circ} < θ< 0.2^{\circ}$，我们发现一个最适合的缩放幅度之间的DES和COSMOS测量的$1.00 \pm 0.09$。我们希望这种方法是广泛有用的，在各种各样的未来成像调查的测量扩展的统计范围。
2016-01-28 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.IM
Stellar Populations and the Star Formation Histories of LSB Galaxies: II. HII Regions
本文给出了54个LSB星系中429个HII区的光度、颜色和Hα发射。虽然LSB星系中每个星系的HII区数量低于恒星形成的不规则星系和螺旋星系，但没有迹象表明HII区的大小或光度函数与其他星系类型不同。每个星系的HII区数量较少，这与它们较低的恒星形成率相一致。总$L_{Hα}$的HII地区的贡献的比例从10到90%不等LSB星系（其余的H $α$发射与扩散组件）与星系恒星或气体质量没有相关性。明亮的HII区域有更蓝的颜色，类似于螺旋的趋势;它们的数量和光度与它们是由与螺旋相同的HII光度函数产生的假设一致。与恒星星族模型的比较表明，LSB星系中最亮的HII区域的星系团质量范围从几个$10^3 M_{\sun}$（例如，$ρ$ Oph）到球状星团大小的系统（例如，30 Dor），它们的年龄与2至15百万年的集群一致。最暗的HII区域与由单个O或B星提供动力的LMC中的区域相当。因此，LSB星系中的恒星形成涵盖了星团质量的全部范围。
2013-06-18 astro-ph.CO
Complexity in small-scale dwarf spheroidal galaxies
我们对更明亮的矮球状（dSph）星系的动力学，化学丰度和演化历史的了解不断增长。然而，人们对最近在大型巡天中大量发现的超微弱系统的浓缩知之甚少。目前的低分辨率光谱和光度数据表明，这些星系是高度暗物质为主，主要是金属贫乏。另一方面，最近的高分辨率丰度分析表明，一些矮星系经历了高度不均匀的化学富集，恒星形成在小尺度上局部进行。在这篇文章中，我将审查银河系卫星dSphs的运动学和化学丰度信息，目前可从低分辨率和高分辨率光谱。此外，一些最奇特的元素和不均匀的富集模式将被讨论和相关的问题，在何种程度上最微弱的dSPH候选人可能有助于星系晕，相比更明亮的系统。
2009-05-05 astro-ph.CO astro-ph.GA
Dust extinction from Balmer decrements of star-forming galaxies at 0.75<z<1.5 with HST/WFC3 spectroscopy from the WISP survey
本文给出了128个恒星形成星系在红移0.75<z<1.5范围内的H α和H β发射线的光谱观测结果。这些数据是使用哈勃太空望远镜上的宽视场相机3（WFC 3）的G102和G141 grisms进行无狭缝光谱学拍摄的，作为WFC 3红外光谱平行（WISP）调查的一部分。星际尘埃消光是从覆盖巴耳末衰减（H α/H β）的堆叠光谱测量的。我们将尘埃消光作为H α光度（低至3 x 10^{41} erg/s）、星系恒星质量（达到4 x 10^{8} Msun）和静止坐标系H α等效宽度的函数。最暗的星系的H α光度比以前研究的z~1.5的星系暗两倍。观察到的演变，在相同的Halpha光度的星系有较低的消光在较高的红移，而没有进化被发现在我们的误差酒吧与恒星质量。在我们的样本中，较低的H α光度星系被发现是一致的，没有尘埃灭绝。我们发现了[OIII]5007/H α通量比作为光度函数的反相关性，其中L_{Halpha} <5 x 10^{41} erg/s的星系在[OIII]5007中比H α更亮。这种趋势即使在消光校正后也很明显，这表明低光度星系中[OIII]5007/Halpha比值的增加可能是由于金属丰度较低和/或电离参数较高。
2012-11-28 astro-ph.CO
The Distribution of Alpha Elements in Ultra-Faint Dwarf Galaxies
银河系超暗矮星系（UFD）包含宇宙中一些最古老，最贫金属的恒星。我们给出了8个UFD中61颗红巨星分支星的[Mg/Fe]、[Si/Fe]、[Ca/Fe]、[Ti/Fe]和平均[α/Fe]丰度比。这是迄今为止在绝对星等M_V >-8的星系中公布的最大的α丰度样本，包括Segue 1，Canes Venaeu II，Ursa Major I和Leo T的首次测量。通过中等分辨率Keck/DEIMOS光谱和光谱合成确定丰度。样品的金属量范围为-3.4 < [Fe/H] <-1.1。可能除了Segue 1和Ursa Major II之外，个别UFD在较高的金属丰度下平均显示较低的[alpha/Fe]，与Ia型超新星的富集一致。因此，即使是最微弱的星系也至少经历了有限水平的化学自富集。结合最近的光度研究，这表明UFD中的恒星形成不是一次爆发，而是至少持续了Ia型超新星爆发的最小延迟时间（约1亿年），并且不到2 Gyr。我们进一步表明，合并人口的UFD有一个[α/Fe]丰度模式，这是不一致的一个单位，星系晕样的α丰度趋势，也是定性不同的更明亮的CVn I dSph，这确实显示了一个平台在非常低的提示[Fe/H]。
2013-02-26 astro-ph.CO
Dwarf Galaxies in 2010: Revealing Galaxy Formation's Threshold and Testing the Nature of Dark Matter
在过去五年中，对斯隆数字巡天数据的搜索使银河系已知矮卫星星系的数量增加了一倍多，并揭示了一批亮度小于典型球状星团L ~ 1000 Lsun的超暗星系。这些系统是宇宙中最暗、最暗物质占主导地位、最缺乏金属的星系。完整性修正表明，我们正处于星系现象学中一个巨大发现空间的边缘，随着未来仪器寻找星系形成的低光度阈值，将发现数百个这样的极端星系。这种以暗物质为主的矮星探测小尺度功率谱，对暗物质的相空间填充提供最严格的限制，并为暗物质间接探测实验提供特别有用的目标。要充分利用矮星系作为暗物质实验室，就需要深度、大面积的光度测量研究之间的协同作用;用下一代光学望远镜进行光谱和天体测量的后续研究;随后用伽马射线望远镜进行观测，以间接探测暗物质。
2009-02-20 astro-ph.CO astro-ph.GA
Local Group Ultra-Faint Dwarf Galaxies in the Reionization Era
受本星系群矮星系恒星化石记录的启发，我们发现最暗超暗矮星系（UFD; ${\rm M}_{\rm V}$ $\sim -2$或${\rm M}_{\star}$ $\sim 10^{2}$ at $z=0$）的恒星形成祖先在再电离（$z\sim6-10$）期间具有${\rm M}_{\rm UV}$ $\sim -3$到$-6$的紫外（UV）光度。这种微弱星系的存在对星系形成和再电离的早期阶段有着重要的意义。如果再电离过程中紫外光度函数（UVLF）的暗端斜率很陡，（$α\lesssim-2$）到${\rm M}_{\rm UV}$ $\sim -3$，那么：（i）UFD的祖先产生了来自星系的UV通量的$>50$ %，（ii）星系可以维持再电离，其逃逸分数比目前采用的值低2倍;（iii）直接的HST和JWST观测可能只探测到来自星系的紫外光的$\sim10-50$ %;（iv）宇宙恒星形成历史在$z\gtrsim6$处增加了$\gtrsim4-6$。如果高红移UVLF翻转，来自UFD的显著通量以及由此产生的与LG矮星系计数的紧张关系将减少。与UVLF形状无关，大量UFD的存在需要在再电离期间对${\rm M}_{\rm UV}$ $\sim -3$的非零光度函数。
2017-02-20 astro-ph.CO astro-ph.GA
Testing galaxy formation scenarios with a new mass estimator
我们提出了最近推出的Wolf等人（2009）的质量估计，这是适用于球形压力支持的恒星系统跨越10个数量级的光度，作为一种工具来测试星系形成理论。我们表明，所有银河系矮球状星系（MW dSphs）都与LCDM宇宙学中质量约为3 x 10^9兆太阳的晕内形成的情况一致。最暗的MW dSphs似乎是在暗物质晕中形成的，这些暗物质晕的质量至少与最亮的MW dSphs的质量一样大，尽管它们的光度相差近5个数量级。我们扩大我们的分析，以全方位的观察到的压力支持恒星系统，并检查其半光I波段质光比。压力支持星系的M/L与半轻质量M_1/2的关系呈U形，在M/L ~ 3附近有一个宽的极小值，它跨越了矮椭圆星系和正常椭圆星系，对于超暗dSphs，M/L急剧上升到3,200，而对于星系团球状体，M/L上升到800。
2009-11-30 astro-ph.CO astro-ph.GA
Environmental mechanisms shaping the nature of dwarf spheroidal galaxies; the view of computer simulations
我们回顾了在过去十年中进行的数值工作的环境机制的作用，在塑造已知的最微弱的星系，矮椭球体（dSphs）的性质。特别是，我们讨论了一个模型，其中dSphs起源于气体占主导地位的，盘状的矮星，几十亿年前的大规模星系吸积。在$z > 1$，当宇宙紫外线电离通量比今天高得多，因此能够保持矮星中的气体温暖和扩散时，矮星通过冲压压力和潮汐力迅速剥离其重子，产生非常暗物质占主导地位的天体，其恒星形成历史被截断，如Draco dSph。在这些低金属量的天体坠落之前，恒星形成效率很低，这对于保持它们的圆盘气体占主导地位至关重要，直到剥离开始。{ \it因此，气体剥离与低效的恒星形成提供了一种新的反馈机制，可替代光蒸发或超新星反馈，在矮星系形成和演化中发挥着至关重要的作用}。潮汐引起的不稳定性，被称为“潮汐搅动”，把幸存的恒星盘变成了一个球体。此外，我们根据这种情况研究了新发现的超微弱dSphs的特性，并认为它们可能属于不同的低质量矮卫星群。这些化石大多是由再电离作用而不是环境机制形成的，因此是“再电离化石”的良好候选者。我们讨论的形态变换的情况下的子结构问题的影响。（节录）
2009-09-22 astro-ph.CO astro-ph.GA
Active Galactic Nuclei and the Truncation of Star Formation in K+A Galaxies
我们已经在K+A星系中寻找活动星系核（AGN），使用多波长成像和光谱学在Bootes领域的NOAO深宽场巡天。K+A星系的恒星形成被迅速截断，它们是通过强的巴耳末吸收线和弱的H-α发射被选中的。我们的样本由24个K+A星系组成，这些星系是从AGN和星系演化巡天的6594个0.10<z<0.35的星系中选出的，它们的光谱比I=20亮。三分之二的K+A星系可能是正在进行的星系合并，附近有伴星系或潮汐尾。星系合并可能是导致恒星形成被截断的原因，或者我们正在观察合并引发的星爆的后果。正如预期的那样，K+A星系的光学颜色主要介于正在形成恒星的蓝色星系和红色被动星系之间。然而，只有1%的星系的颜色之间的红色和蓝色的人口是K+A星系，我们的结论是，截断的恒星形成在K+A星系必须是异常突然的（<1亿年）。我们用光学发射线比（BPT图）和Chandra X射线成像研究了K+A星系的活动星系核的含量。至少有一半的K+A星系显示出活动星系核的光发射线比，三分之一的M_R<-22 K+A星系拥有X射线光度为10^{42} erg/s的活动星系核。最暗的K+A星系没有显示出活动星系核的明显证据，它们的发射线比与大质量恒星的光电离一致，而且X射线探测很少。我们推测，K+A星系中恒星形成的截断可能有两种机制，活动星系核反馈只在M_R<-20.5的星系中起作用。
2009-07-18 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
