The number density and mass density of star-forming and quiescent galaxies at 0.4 < z < 2.2
Gabriel B. Brammer, Katherine E. Whitaker, Pieter G. van Dokkum, Danilo Marchesini, Marijn Franx, Mariska Kriek, Ivo Labbe, Kyoung-Soo Lee, Adam Muzzin, Ryan F.… 展开作者
Gabriel B. Brammer, Katherine E. Whitaker, Pieter G. van Dokkum, Danilo Marchesini, Marijn Franx, Mariska Kriek, Ivo Labbe, Kyoung-Soo Lee, Adam Muzzin, Ryan F. Quadri, Gregory Rudnick, Rik Williams
备注:
Submitted to the Astrophysical Journal. The release of EAZY v2.0 will accompany the publication of the manuscript in the journal
我们使用NEWFIRM中波段巡天研究了双峰星系群的形成,该巡天提供了约27,000个K<22.8,0.4 < z < 2.2的星系的优异红移和良好采样的光谱能量分布。我们首先表明,恒星形成的星系和静止的星系可以在整个红移范围内用双色标准来分离。然后,我们研究了静止和恒星形成星系的数密度和质量密度的演化,将COMBO-17,DEEP 2和其他调查的结果扩展到z=2.2。从z=2到现在,M > 3 10^11太阳质量的静止星系的质量密度增加了约10倍,而在同一时期,恒星形成星系的质量密度是平坦的或减少的。由于质量函数的指数尾很陡,单个静止星系的质量适度增长2倍,可以解释大约一半的M>10^11太阳质量的强烈密度演化。大质量静止星系的密度演化的其余部分可能是由于大质量恒星形成群体的转变(例如淬火),这一结论与我们观察到的恒星形成星系本身的密度演化一致,这是平坦的或随着宇宙时间而减少。适度的质量增长并不能解释质量较小的静止星系(~10^10.5太阳质量)的演化,它们的数量密度也显示出类似的急剧增加。因此,质量较小的静止星系是由恒星形成群体中的星系不断转化而成的
英文摘要:
We study the build-up of the bimodal galaxy population using the NEWFIRM Medium-Band Survey, which provides excellent redshifts and well-sampled spectral energy distributions of ~27,000 galaxies with K<22.8 at 0.4 < z < 2.2. We first show that star-forming galaxies and quiescent galaxies can be robustly separated with a two-color criterion over this entire redshift range. We then study the evolution of the number density and mass density of quiescent and star-forming galaxies, extending the results of the COMBO-17, DEEP2, and other surveys to z=2.2. The mass density of quiescent galaxies with M > 3 10^11 solar masses increases by a factor of ~10 from z=2 to the present day, whereas the mass density in star-forming galaxies is flat or decreases over the same time period. Modest mass growth by a factor of 2 of individual quiescent galaxies can explain roughly half of the strong density evolution at M>10^11 solar masses, due to the steepness of the exponential tail of the mass function. The rest of the density evolution of massive, quiescent galaxies is likely due to transformation (e.g. quenching) of the massive star-forming population, a conclusion which is consistent with the density evolution we observe for the star-forming galaxies themselves, which is flat or decreasing with cosmic time. Modest mass growth does not explain the evolution of less massive quiescent galaxies (~10^10.5 solar masses), which show a similarly steep increase in their number densities. The less massive quiescent galaxies are therefore continuously formed by transforming galaxies from the star-forming population
Evidence for Widespread AGN Activity among Massive Quiescent Galaxies at z ~ 2
利用4 Ms Chandra Deep Field-South(CDF-S)巡天的X射线数据,对123个质量完备(M * > 5e 10 Msun)的恒星形成星系和静止星系(1.5 < z < 2.5)样本中活动星系核(AGN)的存在进行了定量研究。41+/-7%的星系被X射线直接探测到,22+/-5%的星系在静止坐标系0.5-8 keV的光度下与活动星系核一致(L_0.5- 8 keV> 3e 42 ergs/s)。后一部分是类似的恒星形成和静止的星系,并不依赖于星系的恒星质量,这表明可能发光AGN是由外部效应,如合并触发。我们检测到显着的平均X射线信号在堆叠的图像为单独未检测到的恒星形成和静止的星系,与恒星形成的光谱一致,只有和/或低光度AGN在这两种情况下。比较恒星形成率推断从2-10千电子伏的光度那些从静止帧红外+紫外线发射,我们发现的X射线过剩的低光度活动星系核的指示证据。在静止的星系中,这一过量表明,其中多达70-100%的星系含有低光度或高光度的活动星系核,而在恒星形成星系中相应的比例较低(43-65%)。活动星系核在大质量静止z ~ 2星系中的普遍存在为活动星系核在星系演化过程中阻碍恒星形成的重要性提供了观测支持。
How dead are dead galaxies? Mid-Infrared fluxes of quiescent galaxies at redshift 0.3 < z < 2.5: implications for star formation rates and dust heating
The Evolution of the Stellar Mass Functions of Star-Forming and Quiescent Galaxies to z = 4 from the COSMOS/UltraVISTA Survey
我们目前的恒星质量函数(SMF)的恒星形成和静止星系z = 4使用的样本中的95 675个星系的COSMOS/UltraVISTA字段的测量。从DR 1 UltraVISTA K_{s}波段成像中选择了源,该波段成像覆盖了宽区域(1.62 deg^2)到显著深度(K_{s,tot} = 23.4)的独特组合。合并后的星族的SMF与先前的测量结果非常一致,表明宇宙的恒星质量密度在z = 0.75、2.0和3.5时分别只有当前值的50%、10%和1%。静止的星族驱动了大部分的整体增长,这些星系的恒星质量密度从z = 3.5开始增加了2.71^{+0.93}_{-0.22} dex。在z > 2.5时,恒星形成星系在所有恒星质量的总SMF中占主导地位,尽管静止星系的非零种群持续到z = 4。K_{s}选择的恒星形成星系SMF与紫外选择的SMF在2.5 < z 3.5的比较< 4 show reasonable agreement and suggests UV-selected samples are representative of the majority of the stellar mass density at z >。我们估计的平均质量增长的个别星系选择星系在固定的累积数密度。在z = 0.3时Log(M_{*} / M_{sun})= 11.5的星系,平均质量自z …
Quiescent Compact Galaxies at Intermediate Redshift in the COSMOS Field II. The Fundamental Plane of Massive Galaxies
我们研究了宇宙场中中等红移静止星系的表面亮度、速度色散和基本面$-$大小之间的关系。COSMOS样本由平均速度色散为$σ\sim 250$ km s $^{-1}$的$\sim150$大质量静止星系组成,红移在$0.2<z<0.8$之间。样本中超过一半的星系是紧凑的。COSMOS星系的表面亮度、速度色散和大小之间存在紧密的关系($\sim0.1$ dex散射)。在速度色散和大小的固定组合下,COSMOS星系比本地宇宙中的星系更亮。这些表面亮度偏移与静止坐标系的$g-z$颜色和$D_n4000$指数相关;蓝色星系和那些具有较小$D_n4000$指数的星系具有较大的偏移。星族合成模型表明,大质量的宇宙星系比本地宇宙中同样大质量的静止星系更年轻,因此更明亮。被动演化单独带来了巨大的紧凑的静止宇宙星系的本地基本平面在$z = 0$。因此,大质量致密静止星系自$z\sim1$以来的尺寸或速度色散演化受到在基本面观测到的小散射的限制。我们的结论是,在$z\lesssim1$的大规模紧凑的静止星系是不是一个特殊的一类对象,而是正常的静止星系人口的质量和大小分布的尾巴。
Mass assembly in quiescent and star-forming galaxies since z=4 from UltraVISTA
我们估计了0.2<z<4的恒星形成星系和静止星系的星系质量函数和恒星质量密度。我们构建了一个深K<24的样本220000星系选择使用UltraVISTA DR 1数据发布。我们的分析是基于精确的30波段光度红移。通过将这些测光红移与来自zCOSMOS亮巡天和暗巡天的10800个光谱红移进行比较,我们发现在i<22.5时,sigma(dz/(1+z))=0.008,在1.5<z 10^10.7 Msun时,sigma(dz/(1+zs))=0.03<4. We derive the stellar mass function and correct for the Eddington bias. We find a mass-dependent evolution of the global and star-forming populations. This mass-dependent evolution is a direct consequence of the star formation being quenched in galaxies more massive than M>。对于静止星系的质量函数,我们没有发现z<1的高质量端有任何显著的演化;但是我们观察到暗端斜率明显变平。从z~3到z~1,静止星系的密度在整个质量范围内增加。它们的同向恒星质量…
A Large Population of Massive Compact Post-Starburst Galaxies at z>1: Implications for the Size Evolution and Quenching Mechanism of Quiescent Galaxies
我们通过一个0<z<2的年轻和年老静止星系样本的数密度和结构演化来研究红色序列的增长。这些星系是从宇宙演化巡天(COSMOS)领域的NEWFIRM中带巡天(NMBS)中选出的。我们发现了大量的大质量年轻星系,这些星系在z>1时刚刚熄灭(“后星爆”),而在z<1时几乎不存在;它们的数密度在z=2时为5 x 10^{-5} Mpc^{-3},而在z=0.5时要小10倍。在z>1时,观测到的年轻和年老静止星系的数密度与一个简单的模型相一致,在这个模型中,所有年老静止星系都曾被认为是后星暴星系。我们发现,总体人口的静止星系有较小的尺寸和略长的形状在较高的红移,与其他最近的研究。有趣的是,最近在1<z<2处淬灭的星系并不比那些红移的老星系大,甚至可能更小。这一结果与静止星系的平均大小的演化主要是由较大的恒星形成星系的连续转变驱动的观点不一致:在这种情况下,最年轻的静止星系也是最大的。相反,合并或其他机制似乎需要解释从z=2到现在的静止星系的大小增长。
Spectroscopic Confirmation of the Rich z=1.80 Galaxy Cluster JKCS 041 Using the WFC3 Grism: Environmental Trends in the Ages and Structure of Quiescent Galaxies
The eROSITA Final Equatorial Depth Survey (eFEDS): X-ray emission around star-forming and quiescent galaxies at $0.05<z<0.3$
我们的目标是在一个大样本的星系的环银河系介质的热相的特征。我们堆叠X射线事件从SRG/eROSITA eFEDS调查周围的中央星系在GAMA 9小时领域,以构建径向投影软X射线光度分布作为其恒星质量和特定的恒星形成率的函数。我们考虑恒星质量范围为$2\times 10^{10}$-$10^{12}$ M $_\odot$($3\times 10^9$ -$6\times10^{11}$ M $_\odot$)的静止(恒星形成)星系的样本。对于静止的星系,X射线轮廓明显地扩展到整个可用的质量范围;然而,由于投影效应,测量的轮廓可能偏高,因为这些星系往往生活在稠密和炎热的环境中。对于质量最大的恒星形成样本($\geq10^{11}$ M $_\odot$),有一个延伸发射的检测提示。对于$< 10^{11}$ M $_\odot$的恒星形成星系的X射线叠加配置文件是兼容的未解决的来源,并符合预期的发射从微弱的活动星系核和X射线双星。首次测量了静止星系和恒星形成星系的平均X射线光度与恒星质量之间的平均关系。高质量($\geq 10^{11}$ M $_\odot$)恒星形成或静止星系遵循预期的维里化热晕的缩放,而低质量恒星形成星系显示出不太突出的光度和较弱的依赖于恒星质量,与弱活动星系核人口的经验模型一致。当比较我们的结果与国家的最先进的数值模拟,我们发现一个整体的一致性大($>80$ …
The LEGA-C of nature and nurture in stellar populations of galaxies at z~0.6-1.0: D4000 and H-delta reveal different assembly histories for quiescent galaxies in different environments
星系演化是由各种物理过程驱动的,这些物理过程预计在宇宙时间的不同暗物质晕和环境下以不同的速率进行。这种演化的记录保存在星系恒星星族中,我们可以使用吸收线光谱学来访问。本文利用大型LEGA-C巡天(DR 3)研究了COSMOS场中z~0.6-1.0的环境和恒星质量对恒星星族的影响。利用LEGA-C的统计能力和深度,我们揭示了在z~0.6-1.0的大质量星系群(M>10^10 M $_{\odot}$)的恒星质量与环境2D空间上D4000和H-δ等效宽度(EW)分布的显著梯度。D4000和H-delta EW主要取决于恒星质量,但在固定恒星质量时也取决于环境。通过将样本分为中心和卫星,并在恒星形成星系和静止星系方面,我们揭示了D4000和H-三角洲EW控制恒星质量时的显着环境趋势是由静止星系驱动的。无论是中心星系还是卫星星系,恒星形成星系都显示出D4000和H-δ EW,这些EW强烈依赖于它们的恒星质量,并且在0.6<z<1.0时完全独立于环境。卫星星系所看到的环境趋势完全是由仅适用于静止星系的趋势驱动的,再加上固定恒星质量下静止部分的强烈环境依赖性。我们的研究结果与最近的模拟预测一致,模拟预测指出大质量星系首先在超密度或最紧凑的暗物质晕中形成。
The Velocity Dispersion Function for Quiescent Galaxies in Nine Strong-Lensing Clusters
我们测量的中央恒星速度色散函数的静止星系在一组9个北星系团的红移范围$0.18 < z < 0.29$和强透镜弧在哈勃太空望远镜的图像。速度色散函数将星系与它们的暗物质晕直接联系起来。从密集的SDSS和MMT/Hectospec光谱,我们确定$231 - 479$光谱成员在每个集群。我们得出的物理性质的集群成员,包括红移,$D_{n}4000$,和中央恒星速度色散,我们包括一个表,这些测量3419集群成员。我们用$D_{n}4000 > 1.5$和$R_{200}$构造了静止星系的速度色散函数。与场速度色散函数相比,团速度色散函数在$σ\gtrsim 250 km s^{-1}$处都显示出过量。速度色散函数的斜率在大速度色散($σ> 160 km s^{-1}$)是陡峭的更大质量的集群,与集群光度函数观察到的趋势一致。在大于$R_{200}$的半径上具有大速度色散的星系的空间分布进一步强调了干合并在星系团组装过程中大质量星系团的生长中可能的主要作用。
The Assembly Histories of Quiescent Galaxies Since z=0.7 from Absorption Line Spectroscopy
我们提出了从斯隆数字巡天(SDSS)和AGN和星系演化巡天(AGES)的0.1 < z < 0.7之间的静止星系的大样本的光学光谱建模的结果。我们研究了星系的恒星年龄和丰度模式是如何随时间演化的,作为恒星质量的函数,从10^{9.6}-10 ^<$11.8} Msun。星系光谱被堆叠在质量和红移的箱中,并在4000 A到5500 A的波长范围内建模。全光谱恒星星族合成模型提供了元素Fe、Mg、C、N和Ca的年龄和丰度的估计。我们发现,在固定恒星质量在大约7 Gyr的宇宙时间的元素丰度可以忽略不计的演变。此外,大质量星系的恒星年龄随时间的增加与z = 0.7以来的被动演化一致。总而言之,这些结果支持这样一种情况:大质量静止星系的内部~ 0.3-3 R_e在宇宙时间的后半部分一直被动地演化。有趣的是,在所有的历元中,恒星年龄都比宇宙年龄年轻得多,与z 1的等效单次爆发恒星形成历元< 1.5. These young stellar population ages coupled with the existence of massive quiescent galaxies at z >一致,表明z < 0.7的静止星群的不均匀性。这些数据还允许在z < 0.7时,质量低于~10^{10.5} Msun的新淬灭星系的加入。此外,我们分析了非常深的凯克DEIMOS光谱的两个最…
Double Trouble: Two spectroscopically confirmed low-mass quiescent galaxies at z>5 in overdensities
Niels Bohr Institute, University of Copenhagen(哥本哈根大学尼尔斯·玻尔研究所);Cosmic Dawn Center (DAWN)(宇宙黎明中心);DTU Space, Technical University of Denmark(丹麦技术大学DTU空间研究所);INAF-Osservatorio Astrofisico di Arcetri(意大利国家天体物理研究所阿切特里天文台);Institute for Astronomy, University of Edinburgh(爱丁堡大学天文学研究所)
On the unique evolutionary mechanisms of massive quiescent galaxies in the epoch of reionisation
Swinburne University of Technology(斯威本科技大学);JWST Australia Data Centre [JADC], Swinburne Advanced Manufacturing and Design Centre [AMDC](JWST澳大利亚数据中心,斯威本先进制造与设计中心)