The Properties of the Star-Forming Interstellar Medium at z=0.8-2.2 from HiZELS - II: Star-Formation and Clump Scaling Laws in Gas Rich, Turbulent Disks
本文介绍了从HiZELS窄带巡天中选出的9个z=0.84- 2.23的α选择星系的自适应光学辅助积分场光谱。我们的观测绘制了~ kpc尺度上这些代表性恒星形成星系的恒星形成和运动学。我们证明了在这些星系的ISM中，恒星形成气体的速度色散（σ）遵循标度关系σ PDMATHABMM_SFR^（1/n）+常数（其中Σ_SFR是恒星形成表面密度，常数包括恒星表面密度）。假设磁盘处于临界稳定状态（Toomre Q=1），我们表明，这是从Kennicutt-Schmidt关系（λ_SFR = A λ_gas^n），并且我们使用数据来导出n=1.34+/-0.15和A=3.4_（-1.6）^（+2.5 x10 ^（-4）Mo/年/千帕次^2，与定域关系一致，并暗示冷分子气体质量为M_gas=10^（9-10）Mo，分子气体分数为M_gas/（M_gas+Mstars）=0.3+/-0.1，范围为10- 75%。这些值证实了高红移恒星形成星系的高气体分数，与CO-H_2转换因子无关。我们还确定了11 kpc尺度的恒星形成区域（团块）在我们的样本，并表明它们的大小是可比的波长增长最快的不稳定模式。这些团块的光度和速度色散遵循与局部HII区域相同的标度关系，尽管它们的恒星形成密度比通常在局部发现的高出15+/-5倍。我们讨论了如何与磁盘的集群属性，并表明，他们的高质量和光度的高磁盘表面密度的后果。
2012-11-09 astro-ph.CO
The Properties of the Star-Forming Interstellar Medium at z=0.84-2.23 from HiZELS - I: Mapping the Internal Dynamics and Metallicity Gradients in High-Redshift Disk Galaxies
我们提出了自适应光学辅助，空间分辨光谱的9个H-α选择星系的样品在z=0.84- 2.23从HiZELS窄带调查。这些星系的恒星形成速率为1- 27 Mo/年，因此是典型的高红移恒星形成族群的代表。我们的~ kpc尺度分辨率观测表明，大约一半的样品具有动力学，这表明电离气体是在大的旋转圆盘中。我们模拟它们的速度场来推断倾斜校正的渐近旋转速度。我们使用绝对B波段星等和恒星质量来研究B波段和恒星质量的Tully-Fisher关系的演化。通过结合我们的样本和文献中的一些类似测量，我们表明，在固定的圆速度下，恒星形成星系的恒星质量在z=2和z=0之间增加了2.5倍，而在同一时期，静止坐标系B带光度减少了6倍。总之，这些证明了在z=1.5和z=0之间，δ（M/L_B）/（M/L_B）_（z=0）\sim 3.5的B带中的质光比的变化，其中大部分演化发生在z=1以下。我们还利用[NII]/H α的空间变化表明，这些星系中电离气体的金属丰度随银河系中心半径单调下降，平均Delta（log O/H）/DeltaR=-0.027+/-0.005dex/kpc。这个梯度与基于宇宙学的流体动力学模拟对高红移盘星系的预测是一致的。
2012-09-06 astro-ph.CO
The stellar mass function of star-forming galaxies and the mass-dependent SFR function since z=2.23 from HiZELS
本文利用H $α$选取的恒星形成星系（SFG）的一个大样本（z= 0.40，0.84，1.47，2.23），研究了恒星形成率函数和恒星质量函数的演化.我们发现SFR函数有很强的演化，在过去的11个Gyr中，SFG的典型SFR随时间呈指数下降，SFR $^*$（T[Gyr]）=10 $^{4.23/T+0.37}$ M $_{\odot}$ yr $^{-1}$，但在弱端斜率中没有演化，$α\approx$-1.6。然而，SFG的恒星质量函数显示出很小的演化：$α \approx$-1.4，M $^*$ $\approx$ 10 $^{11.2\pm0.2}$ M $_{\odot}$，$\approx$ 2.3x在$Φ^*$中从z=2.23到z=0.4只是略微增加。自z=2.23以来，SFG内的恒星质量密度大致保持不变，$\approx$ 10 $^{7.65\pm0.08}$ M $_{\odot}$ Mpc $^{-3}$，在z=2.23时，所有星系的恒星质量密度都是$\approx$ 100%，到z=0.4时，由于被动星族的增加，质量密度下降到$\approx$ 20%。我们发现，具有M $\approx$ 10 $^{10.0\pm0.2}$ M $_{\odot}$的SFG对每dlog $_{10}$ M的SFR密度（$ρ_{\rm SFR}$）贡献最大，并且由于z=2.…
2013-11-21 astro-ph.CO astro-ph.GA
The merger rates and sizes of galaxies across the peak epoch of star formation from the HiZELS survey
我们使用的HiZELS窄带H-α调查结合CANDELS，UKIDSS和WIRDS近红外成像，调查的形态，合并率和大小的H-α发射星系的样本中的红移范围z=0.40 - 2.23，一个时代包括上升到恒星形成率密度的峰值。合并率是使用M20系数从空间和地面成像中估计的。为了解释特定的恒星形成率（sSFR）的恒星形成“主序列”与红移的增加，我们归一化的恒星形成率的星系在每个时代的典型值来自H-α光度函数。一旦sSFR中的这种趋势被消除，我们就看不到恒星形成星系的数量密度增加或合并率随红移增加的证据。因此，我们得出结论，既不是在z=1-2的恒星形成率密度增强的主要驱动因素，长期的过程，如有效的燃料，气体丰富的光盘或多个小合并的不稳定性最有可能的替代品。然而，我们发现，40-50%的星暴星系，那些增强特定的恒星形成在他们的时代，是主要的合并，这部分是红移无关的。最后，我们发现了一个令人惊讶的结果，即一个给定质量的恒星形成星系的典型大小不会在所考虑的红移范围内演变，这表明了一个普遍的大小-质量关系。综合考虑，这些结果表明，尽管典型的sSFR增加，但在本研究所涵盖的6 Gyr范围内，恒星形成星系群的物理大小，合并率和质量在统计学上相似。
2013-01-09 astro-ph.CO
A fundamental metallicity relation for galaxies at z = 0.84 - 1.47 from HiZELS
我们获得了Subaru FMOS观测的H α发射星系从HiZELS窄带调查，调查恒星质量，金属丰度和恒星形成率之间的关系，在z = 0.84 - 1.47，与基本金属丰度关系在低红移。我们的研究结果表明，第一次与均匀选择的样本，在z = 1 - 1.5的典型恒星形成星系存在的关系，它是令人惊讶的相似，在当地看到的。因此，在z = 1 - 1.5的恒星形成星系的金属丰度并不比在z = 0.1的类似质量和恒星形成率（SFR）的星系少，这与一些早期研究的说法相反。我们的结论是，大部分的金属富集这个恒星形成星系人口发生在4 Gyr之前z = 1.5。我们拟合了一个新的质量金属丰度SFR平面，这与其他高红移研究是一致的。然而，有一些证据表明，这个高红移平面的质量-金属丰度分量是平坦的，在所有SFR，与z = 0.1相比，这表明恒星形成驱动风等过程，被认为是从低质量晕中去除富集气体，在这个早期时代还没有产生如此大的影响。SFR-金属丰度关系在这个新平面上的负斜率与z > 1的典型星系的SFR的升高是由贫金属气体的流入而不是主要的合并所推动的这一图像是一致的。
2013-09-26 astro-ph.CO
Obscured star formation at z = 0.84 with HiZELS: the relationship between star formation rate and H-alpha or ultra-violet dust extinction
[摘要]我们比较了来自高z发射线巡天（HiZELS）的z = 0.84星系样本的恒星形成率（SFR）的H-α，紫外（UV）和红外（IR）指标。使用多波长诊断，我们估计，在这个红移的H-α发射体的5 - 11%是活动星系核。我们在24微米处单独检测到35%的H-α发射体，并将恒星形成发射体叠加在24微米深的图像上，以计算我们星系的典型SFR。这些相比，所观察到的H-α线通量，以估计在z = 0.84的消光，我们发现一个显着增加的尘埃消光的星系具有较高的SFR。我们证明了SFR和消光之间的局部关系适合我们的样本，并将z = 0.84星系的尘埃消光的总体增加归因于平均SFR的增加，而不是尘埃性质的变化。我们计算了紫外线消光，并找到了类似的依赖于SFR，但没有证据表明2175埃的紫外线颠簸的尘埃衰减规律。我们计算了星云和恒星辐射的尘埃衰减之间的转换，伽玛，并显示伽玛= 0.50 +/- 0.14。消光/ SFR的关系被证明是适用于星系的形态和膨胀盘比的范围内，合并和非合并的星系，并在高密度和低密度的环境中的星系，这意味着它是一个基本属性的恒星形成区域。为了使未来的研究，以纠正SFR依赖量的尘埃灭绝，我们提出了一个方程来预测一个星系的灭绝，仅根据其观察到的H-α光度，并使用它来重新计算H-α光度函数和恒星形成率密度在z = 0.84。
2009-11-13 astro-ph.CO astro-ph.GA
The dependence of star formation activity on environment and stellar mass at z~1 from the HiZELS H-alpha survey
（节略）这篇文章介绍了在宇宙和UKIDSS UDS场中，对HiZELS巡天中z=0.84、大于1.3 deg^2的大样本恒星形成（SF）星系的环境和恒星质量的研究。通过利用一个真正的全景覆盖，从外地到一个丰富的集群，它表明，质量和环境在确定SF星系的属性中起着至关重要的作用。在所有的环境中，中位比SFR都随着质量的增加而下降，形成恒星的星系比例从M~10^10M_sun的~ 40%下降到M>10^11.5M_sun时的零，证实了质量缩减通常在z~1时就已经存在。SF星系的分数也下降作为当地的环境密度的函数从~40%的领域接近于零，在丰富的集团/集群密度。当SF确实发生在高密度区域时，它是合并主导的，如果只考虑非合并的SF星系，那么环境和质量趋势甚至更强，并且在很大程度上独立，就像在本地宇宙中一样。SF星系的中值SFR随着密度的增加而增加，直到中等密度（星系群或星系团外围）;这可以清楚地看出，H-α LF的暗端斜率从陡峭（-1.9），在贫穷的领域，到浅（-1.1）在集团和星系团。有趣的是，中位SFR和环境之间的关系只在低到中等质量的星系（低于~10^10.6M_sun）中发现，而在大质量SF星系中没有发现。总的来说，这些观测提供了一个足够大的质量和环境范围内的详细视图，可以与之前的观测结果相一致：质量是z~1处SF活动的主要预测因子，但环境虽然增强了（低质量）SF星系的中值SFR，但…
2010-09-14 astro-ph.CO astro-ph.GA
From fields to a super-cluster: the role of the environment at z=0.84 with HiZELS
在z=0时，星系团主要由红色、椭圆形和大质量星系组成，而蓝色、螺旋形和低质量星系在低密度环境中很常见。了解这些差异是如何以及何时建立的，对于我们理解星系形成和演化是绝对重要的，但在高z的结果仍然是矛盾的。通过利用COSMOS和UKIDSS UDS领域z=0.84处最宽和最深的H-α窄带调查，探测广泛的密度范围（从贫穷的领域到丰富的群体和集群，包括一个已确认的具有惊人的星系结构的超星系团），我们表明，恒星形成星系的比例不断下降，从约40%的领域接近0%的丰富的群体/集群。我们还发现，中位SFR增加与环境密度，至少到集团密度-但仅适用于低和中等质量的星系，因此这种增强是质量依赖于z~1。环境也在设置H-alpha光度函数的暗端斜率（alpha）中起作用。我们的研究结果提供了一个更清晰的星系形成和演化的观点，并调和了以前在z~1的矛盾结果：恒星质量是恒星形成活动的主要预测因素，但环境也起着重要作用。
2010-11-22 astro-ph.CO astro-ph.GA
Boötes-HiZELS: an optical to near-infrared survey of emission-line galaxies at $\bf z=0.4-4.7$
我们提出了一个$\sim 1000$发射线星系在$z=0.4-4.7$从$\sim0.7$度$^2$高$z$发射线调查（HiZELS）在牧夫座领域确定了一套六个窄带滤波器在$\approx 0.4-2.1$ $μ$ m。这些星系是根据它们的Ly $α$（73）、{ \sc [Oii]}（285）、H $β$ /{ \sc [Oiii]}（387）或H $α$（362）发射线选出的，并根据光学到近红外颜色进行分类。98个来源的子样本具有来自多个窄带（例如[O{ \sc ii}]-H $α$）检测和/或光谱学的可靠红移。在这篇综述论文中，我们介绍了观测，选择和目录的发射体。我们测量了Ly $α$，[O{ \sc ii}]，H $β$ /{ \sc [Oiii]}和H $α$的数密度，证实了恒星形成星系从$z\sim0.4$到$\sim 5$的强烈光度演化，与以前的结果一致。为了证明双线发射器的有用性，我们使用双[O{ \sc ii}]-H $α$发射器的样品来测量在$z=1.47$处观察到的[O{ \sc ii}]/H $α$比率。观测到的[O{ \sc ii}]/H $α$比从$z=0.1$的0.40 $\pm0.01$显著增加到$z=1.47$的0.52 $\pm0.05$，我们将其归因于随红移而减少的尘埃衰减，或者由于在局部宇宙中仅测量中心kpc区域的（通常）纤维测量的偏差。在明…
2017-06-22 astro-ph.CO astro-ph.GA
The clustering and evolution of H-alpha emitters at z~1 from HiZELS
作为Hi-z发射谱线巡天（HiZELS）的一部分，研究了z=0.84的734个H-α发射体的明确定义的样本的聚类特性。空间关联函数可用（r/r_0）^-1.8来描述，其中r_0=2.7 ± 0.3Mpc/h。相关长度r_0随着H-alpha亮度L_H-alpha的增加而强烈增加，从最静止星系的r_0~ 2 Mpc/h（恒星形成率~ 4 M_sun/yr），到H-alpha中最亮星系的r_0> 5 Mpc/h。关联长度也随静止帧K带亮度（M_K）的增加而增加，但在固定M_K时，r_0-L_H-α关联保持完全的统计意义。在z=0.84时，不规则星系和合并星系比盘状星系和非合并星系更容易聚集，但一旦样本在L_H α和M_K上匹配，差异就消失了，这意味着在z~1时，星系的聚集与形态类型无关。在z=0.84处发现的典型H-α发射体存在于~ 10^12 M_sun的暗物质晕中，但那些具有最高SFR的发射体存在于更大质量的~ 10^13 M_sun晕中。与不同红移下的H-α巡天观测结果比较发现，虽然H-α光度函数L* 的突变从z=0.24到z=2.23演化了约30倍，但在质量相近的暗物质晕中发现了具有相同L_H-α/L*（z）的星系，而与宇宙时间无关。这不仅证实了恒星的形成在更高的红移下更有效，而且还表明了自z=2.23以来L* 的强烈下降与在任何给定时期内位于暗物质晕中的星系中恒星形成的淬灭之…
2010-01-15 astro-ph.CO astro-ph.GA
CF-HiZELS, a 10 deg$^2$ emission-line survey with spectroscopic follow-up: Hα, [OIII]+Hβ and [OII] luminosity functions at z=0.8, 1.4 and 2.2
我们目前的结果，从最大的连续窄带调查在近红外。我们使用WIRCam/CFHT和低OH 2滤光器（1.187 $\pm$ 0.005 $μ$ m）对SA 22视场中~10 deg $^2$的连续河外天空进行了观测。总共发现了约6000个候选发射线星系，我们利用深ugrizJK数据获得了强的光度红移。我们结合我们的数据与高红移发射线调查（HiZELS），探索光谱调查（VVDS，VIPERS），并获得我们自己的光谱后续与KMOS，FMOS和MOSFIRE获得高红移发射线选择星系的大样本：3471 H $α$发射器在z=0.8，1343 [OIII]+H $β$发射器在z=1.4和572 [OII]发射器在z=2.2。我们探测了>10 $^6$ Mpc $^3$的共移动体积，并发现了显著的过密度，包括在z=0.81处H $α$发射体的8.5 $σ$（光谱证实的）过密度。我们分别导出了z= 0.8，1.4，2.2时的H $α$，[OIII]+H $β$和[OII]光度函数，并对今后的观测（如Euclid）提出了启示.我们独特的大体积/区域使我们能够将样本细分为数千个随机区域组合，并提供样本/宇宙方差的可靠经验测量。我们表明，在与我们相似的深度对恒星形成/发射线星系的调查只能克服宇宙方差（误差<10%），如果它们是基于大于5x 10 $^{5}$ Mpc $^{3}$的体积;由于探测约10 $…
2015-05-11 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.IM
Star formation at z=1.47 from HiZELS: An Hα+[OII] double-blind study
本文介绍了第一次宽而深的双窄带调查的结果，以选择H-α（Ha）和[OII]线发射器在z=1.47+-0.02（使用匹配的窄带滤波器在H和z'波段），利用UKIRT和斯巴鲁望远镜之间的协同作用。在z=1.47处进行的Ha测量达到了~ 7 x10 ^-17 erg/s/cm^2的通量极限，在0.7度^2范围内探测到了~200个Ha发射体，而更深的[OII]测量达到了~ 7 x10 ^-18 erg/s/cm^2的有效通量，在~2.5x10^5 Mpc^3的匹配同向移动体积中探测到了~1400个z=1.47 [OII]发射体。综合调查的结果，在190个同时确定的Ha和[OII]发射器在z=1.47。导出了Ha和[OII]光度函数，并证明了它们都以一致的方式从z~0开始显著地演化。宇宙在z=1.47处的恒星形成率密度被估算出来，Ha分析得出0.16+-0.05 M_sun/yr/Mpc ^[3]，[OII]分析得出0.17+-0.04 M_sun/yr/Mpc ^[3]。这些测量与其他研究相结合，提供了一个自洽的测量宇宙的恒星形成历史在过去的~ 11 Gyrs。通过在z~0.1（来自SDSS）处使用大的比较样品，校准[OII]/Ha线比率作为尘埃消光的探针。在z~1.47处的Ha发射体在Ha处显示出平均1等的消光，类似于z~0处的SDSS源。虽然我们发现尘埃消光与SFR相关，但从z~1.5…
2011-10-10 astro-ph.CO astro-ph.GA
The clustering of H-alpha emitters at z=2.23 from HiZELS
我们对z=2.23的370个高置信度H-α发射体（HAE）进行了聚类分析。HAE是在Hi-Z发射谱线巡天（HiZELS）中检测到的，HiZELS是一种使用英国红外望远镜（UKIRT）宽视场相机（WFCAM）进行的大面积空白场2.121 um窄带巡天。对两个~1度尺度场（英国红外深空巡天/超深空巡天[UDS]和宇宙演化巡天[COSMOS]场）的HAE的两点关联函数进行平均，发现对于恒星形成率>7 Msun/yr的星系，其成团幅度相当于关联长度r_0=3.7+/-0.3Mpc/h。这些数据与冷暗物质的预期关联函数很好地拟合，并通过偏差因子进行缩放：omega_HAE=b^2 omega_DM，其中b=2.4^{+0.1}_{-0.2}。承载HAE的晕的相应“特征”质量为log（M_h/[M_sun/h]）=11.7+/-0.1。与最新的半解析GALFORM预测HAE在LCDM宇宙学中的演化相比，我们发现与观测结果广泛一致，GALFORM预测HAE相关长度为~4 Mpc/h。出于这种协议，我们利用模拟来构建HAE的晕占据分布（HOD）的参数模型，并使用它来拟合观察到的聚类。我们的最佳拟合HOD可以充分再现所观察到的HAE的角度聚类，产生与从缩放的omega_DM拟合得到的一致的有效晕质量和偏差，但是由于样本量相对较小，当前数据对HOD的约束较差。我们的研究结果支持了这样一个广泛的观点，即…
2012-06-18 astro-ph.CO
Calibrating [OII] star-formation rates at z>1 from dual Hα-[OII] imaging from HiZELS
利用来自WFCAM/UKIRT和Suprime-Cam/Subaru的两个窄带数据，研究了在尘埃未校正恒星形成率（SFR）低至1.4 Msun/yr时，z=1.47的暗恒星形成星系中Hα和[OII]（λ3727）发射之间的关系。叠加分析使我们能够研究来自明亮的[OII]发射体的Hα发射通量，以及Hα未被单独检测到的微弱发射体，并将它们与大样本的本地星系进行比较。我们发现，在z=1.47处，[OII]发光体的平均Hα和[OII]发光体的平均亮度之间存在明显的正相关关系，其斜率与局域关系一致。[OII]z=1.47的发射体具有较低的Hα/[OII]的平均观测比值，表明与本地星系相比，尘埃衰减A（Hα）~0.35的值有较小但系统的偏移（2.8σ显著性）。这证实了[OII]选择倾向于选择平均尘埃明显少于Hα选择的星系，z=1.47时的差异大于z=0时的差异。观测到的[OII]发射体在z=1.47和本地星系之间的线比的差异可能部分是由于样品具有不同的金属丰度。然而，我们证明，金属性是不可能的主要原因。因此，重要的是要考虑到，使用Hα发射体样本导出的尘埃校正关系，经常用于高z星系的许多研究中，可能会高估[OII]选择星系的内禀SFR，并且[OII]发射星系的调查可能会错过尘埃种群。
2012-12-20 astro-ph.CO
The structural and size evolution of star-forming galaxies over the last 11 Gyrs
我们提出了新的结果，在过去的11个Gyrs的H $α$选择的恒星形成星系的休息帧蓝/紫外线的大小和Sersic指数的演变。我们研究了如何感知的进化可以受到一系列的偏见和系统学，如宇宙学调光和分辨率效应的影响。我们使用GALFIT和人工红移技术，其中包括H $α$ -选择星系的光度演化，以量化测量的结构参数与红移的变化。我们发现典型的大小为2至3千秒差距和Sersic指数的n~1.2，接近纯指数磁盘的所有方式从z=2.23到z=0.4。在z=0时，我们发现典型的尺寸为4-5 kpc。我们的研究结果表明，当使用GALFIT时，宇宙学变暗对<10 kpc星系的导出有效半径的影响可以忽略不计，但我们发现对中值Sersic指数的估计存在约20%的偏差，使星系更像盘。在过去的11个Gyrs中，恒星形成星系平均增长了2-3倍，其中有$r_e\propto(1+z)^{-0.75}$。通过探索恒星质量-尺寸关系的演化，我们发现了自z~2以来最大质量恒星形成星系的更强尺寸演化的证据，因为与较低恒星质量的对应物相比，它们向z~0生长得更快。当我们追踪蓝/紫外静止帧时，我们可能会看到星系中恒星形成正在进行的盘的增长，而它们的轮廓在同一时期保持接近指数盘，n<1.5。
2016-11-15 astro-ph.CO astro-ph.GA
Taking Census of Massive, Star-Forming Galaxies formed <1 Gyr After the Big Bang
20年的努力已经投入到单碟和干涉毫米波巡天中，以推断宇宙时间内尘埃恒星形成星系（DSFG，SFR> 100 M $_\odot$ yr $^{-1}$）的体积密度。虽然遮蔽星系在$z\sim2$的宇宙恒星形成高峰附近占主导地位，但这种严重遮蔽的星系对宇宙恒星形成的贡献在$z\sim2.5$之外是未知的，这与通过深空和地基近红外笔形光束调查研究的莱曼破裂星系（LBG）的人口形成鲜明对比。解开$z>3$以外的DSFG的体积密度，特别是在大爆炸后的第一个1 Gyr内，对于解决有关早期宇宙星系形成的关键开放问题至关重要：（1）在最初几个Gyr中，宇宙的综合恒星形成率密度是多少？（例如莱曼破裂星系）和大质量星系（例如DSFG和类星体宿主星系）？(2)第一个大质量星系是如何以及在哪里聚集的？(3)关于大爆炸后<1 Gyr的尘埃产生机制（例如超新星、AGB星、ISM中的晶粒生长），最极端的DSFG能告诉我们什么？我们总结了未来十年解决这些问题所需的观测类型。
2019-03-13 astro-ph.CO astro-ph.GA
The Gas Accretion Rate of Star-forming Galaxies over the last 4 Gyr
本研究利用红移z≈0.35处恒星形成星系的多气体组分与恒星质量标度关系，结合主序演化假设，推算过去40亿年的气体吸积率，发现低红移宇宙恒星形成率下降源于原子-分子气体转化效率低而非吸积不足。
2023-10-06 astro-ph.CO astro-ph.GA
Using the Star Forming Main Sequence To Explore Quiescent Galaxies Across Cosmic Time
在这封信中，我们探讨了使用SAGE星系模型和Uchuu暗物质模拟的中心星系的静态生活。我们提出三个问题：（1）银河系的生命中有多少时间是在静止中度过的？(2)星系脱离主序星的频率是多少？(3)静止期的典型持续时间是多少？我们发现低质量和高质量星系在静止状态下度过了它们生命的最高部分：45 \pm 19%，log10（Mstar）< 9.0（3.68 \pm 1.80 Gyr）和26 \pm 25%，log10（Mstar）> 11.5（3.46 \pm 3.30 Gyr），下降到7 \pm 13%之间的星系（0.82 \pm 1.57 Gyr）。低质量星系频繁地进入和离开静止，平均为2.8 \pm 1.3次，尽管只是很短的周期，1.49 \pm 1.04 Gyr。这可以追溯到超新星反馈对它们相当随机的演化的影响。质量较大的半乳凝细胞的静止期较少，约为0.7 \pm 0.9，其长度随质量增加而增加，峰值为1.97 \pm 2.27 Gyr。然而，我们的高质量人口包括恒星形成和静止的星系，其演化路径不同，因此实际时间可能更长。这些高质量的趋势是由来自超大质量黑洞的无线电模式反馈驱动的，这些黑洞一旦活跃，往往会在很长一段时间内保持活跃。
2023-03-13 astro-ph.CO astro-ph.GA
Star-forming galaxies in the cosmic web in the last 11 Gyr
Observatoire Astronomique de Strasbourg, UMR 7550, CNRS, Université de Strasbourg（斯特拉斯堡天文台）；Institute for Astronomy, University of Edinburgh（爱丁堡大学天体物理研究所）；Department of Physics and Astronomy, University of the Western Cape（西开普大学物理与天文学系）
研究发现宇宙网位置影响恒星形成活动，高红移时靠近丝状物的星系有更高恒星形成率，低红移时在中间距离出现最小值，靠近丝状物核心有重新吸积现象。
2026-02-16 astro-ph.CO astro-ph.GA
The ACS Nearby Galaxy Survey Treasury VI. The Ancient Star Forming disk of NGC 404
我们目前的HST/WFPC 2观测整个磁盘附近孤立的矮S 0星系NGC 404，它拥有一个扩展的气体盘。我们最深的领域达到了年龄<5亿年的红丛星和主序星。虽然我们在所有领域都检测到了10 Gyr以上的恒星形成的痕迹，但红巨星与渐近巨星和主序星的比例表明，该盘由古老的（>10 Gyr）人口主导。对色星等图的详细模拟表明，NGC 404盘中约70%的恒星质量是在z~2（10 Gyr ago）形成的，至少约90%是在z~1（8 Gyr ago）之前形成的。这些结果表明，NGC 404盘的恒星星族平均年龄明显大于附近其他盘星系，这表明早期和晚期盘可能有不同的长期演化历史，而不仅仅是它们最近的恒星形成率的差异。对GALEX图像中年轻恒星质量和远紫外辐射的空间分布的比较表明，最明亮的远紫外区域包含最年轻的恒星，但一些年轻恒星（<1.6亿年）位于这些区域之外。FUV光度似乎强烈影响的年龄和恒星质量在个别地区。最后，我们使用我们的测量来推断恒星形成率和气体密度的磁盘在以前的时代之间的关系。我们发现NGC 404盘的大部分历史与恒星形成一致，根据施密特定律，恒星形成随气体密度下降。然而，在0.5-1 Gyr前，恒星的形成速率对于推断的气体密度来说异常低，这与大约0.5 Gyr前有气体吸积事件重新点燃恒星形成的可能性一致。这样的事件可以解释为什么这个S 0星系拥有一个扩展的气体盘。
2010-04-28 astro-ph.CO astro-ph.GA
pop-cosmos: Star formation over 12 Gyr from generative modelling of a deep infrared-selected galaxy catalogue
University of Cambridge（剑桥大学）；Stockholm University（斯德哥尔摩大学）；Imperial College London（伦敦帝国学院）
本文利用生成模型pop-cosmos研究了12 Gyr内的恒星形成，通过生成模型学习16个SPS参数的分布，计算了到z=3.5的恒星形成率密度，并揭示了星系的恒星形成历史和AGN活动与星系淬火的关系。
2026-04-20 astro-ph.CO astro-ph.GA
Rest-Frame Optical Emission Lines in z~3.5 Lyman Break selected Galaxies: The Ubiquity of Unusually High [OIII]/Hbeta Ratios at 2 Gyr
利用Keck 1望远镜上的MOSFIRE观测了24个恒星形成星系在z~3.2-3.7范围内的静止标架光发射谱线。在18个LBG中检测到强的静止帧光学[O III]和H β发射线。[O III]5007与Hbeta的中位通量比为5.1+/-0.5，比具有类似恒星质量的本地星系高出5- 10倍。观测到的Hbeta光度与估计的恒星形成率的预期非常一致，并且在深X射线堆栈中没有检测到我们的源，排除了活动星系核的重大污染。将我们的样本与文献中的各种LBG（包括以非常相似的方式选择的49个星系）相结合，我们发现[OIII]/Hbeta = 4.8+0.8-1.7的高中位数比率。这种高比率似乎是z~3-4 LBG的普遍特征，与类似恒星质量的典型本地恒星形成星系非常不同。在z~0的唯一可比较的系统是那些具有类似的高比恒星形成率的系统，尽管恒星质量低5倍。高比恒星形成率要么导致更高的电离参数，要么导致星际介质的其他不寻常条件，从而导致更高的[OIII]/H β线比。这意味着一个星系的整体属性，特定的恒星形成率，和ISM在恒星形成区域的局部条件之间有很强的关系。
2016-03-24 astro-ph.CO astro-ph.GA
Isolated elliptical galaxies in the local Universe
我们研究了89个z < 0.08的孤立椭圆星系的样本，并将它们的性质与位于高密度环境中的椭圆星系（如后发座超星系团）进行了比较。我们的目的是探索环境的作用的形态转变和淬火的椭圆星系作为质量的函数。此外，我们阐明了一组特定的蓝色和恒星形成孤立的椭圆形确定这里的性质。我们研究的椭圆星系的物理性质，如颜色，特定的恒星形成率，星系的大小和恒星年龄，作为恒星质量和环境的函数的基础上SDSS数据。我们更详细地分析了蓝色恒星形成孤立的椭圆星系，通过光度表征使用GALFIT，并推断其恒星形成的历史，使用STARLIGHT。在孤立的椭圆星系中，约20%是蓝色的，8%是恒星形成的，约10%是最近淬火的，而在后发座椭圆星系中，约8%是蓝色的，只有<= 1%是恒星形成或最近淬火的。有四个孤立的星系（约4.5%）是蓝色的，同时有恒星形成。这些星系的质量在7 x 10^9和2 x 10^10 h-2 M_sun之间，也是最年轻的星系，其轻质量恒星年龄<= 1 Gyr，并且在靠近星系中心的地方呈现出更蓝的颜色。它们现今光度的30-60%，但只有不到5%的质量，是由最后1个Gyr的恒星形成所造成的。形态转变和淬火的过程似乎是在一般独立的环境，因为大多数椭圆星系是“红色和死亡”，虽然过渡到红色序列应该更快孤立的椭圆。在某些情况下，孤立的环境似乎通过最近（< 1 Gyr）的冷气体吸积促进了椭圆星系的复兴。
2016-01-26 astro-ph.CO astro-ph.GA
Growth of Supermassive Black Hole Seeds in ETG Star-Forming Progenitors: Multiple Merging of Stellar Compact Remnants via Gaseous Dynamical Friction and Gravitational Wave Emission
提出了$z\gtrsim 1$上局域早型星系（ETGs）恒星形成祖星中超大质量黑洞（BH）种子生长的新机制。这设想的迁移和合并的恒星紧凑的残余物（中子星和恒星质量的黑洞）通过气体动力学摩擦向中央的高密度区域的星系。我们表明，在合理的假设和初始条件下，该过程可以建立中央BH质量的顺序$10^4-10^6\, M_\odot$在一些$10^7$年，因此有效地提供重种子之前，标准盘（类爱丁顿）吸积接管，成为进一步BH增长的主导过程。值得注意的是，当宇宙$\lesssim 0.8$ Gyr的年龄构成了一个苛刻的限制时，这种机制可能为$z\gtrsim 7$类星体宿主中数十亿太阳质量BH的积累提供一种解释，而不是超爱丁顿吸积速率;此外，本发明还在红移$z\sim 2-6$的更常见的ETG祖细胞中，即使在短时间内的中等爱丁顿比$\lesssim 0.3$下，恒星形成持续时间$\lesssim$ Gyr。最后，我们探讨了未来的地面和空间探测器，如爱因斯坦望远镜（ET）和激光干涉仪空间天线（LISA）通过引力波发射检测迁移的恒星残骸和积累的中央超大质量BH之间的合并事件的前景。
2020-02-10 astro-ph.CO astro-ph.GA
The HI mass function of star-forming galaxies at $\mathbf{z \sim 0.35}$
中性氢原子质量函数（HIMF）描述了星系中任意时刻中性氢原子含量的分布，它的演化是探索星系形成和演化模型的重要途径。在这里，我们报告的巨型米波射电望远镜HI 21厘米光谱的蓝色恒星形成星系在$z\approx0.20-0.42$在扩展的Groth带，这使我们能够确定之间的标度关系的平均HI质量（$\rm{M_{HI}}$）和绝对B带星等（$\rm{M_B}$）的星系子样品在不同的$\rm{M_B}$范围内的叠加在$z \approx 0.35$。我们结合这个$\rm{M_{HI}-M_B}$标度关系（假设散射等于在本地宇宙）与已知的B波段光度函数的恒星形成星系在这些红移，以确定在$z\approx0.35$的HIMF。我们表明，使用正确的分散在$\rm{M_{HI}-M_B}$标度关系的HIMF的准确估计是至关重要的。我们发现，HIMF已演变显着从$z\approx0.35$ $z\approx0$，即在过去的四个陀螺仪，特别是在高质量端。具有$\rm{M_{HI}\gtrsim10^{10}\ M_\odot}$的大质量星系是$\approx3.4$在$z\approx0.35$比在$z \approx 0$更不普遍的一个因素。相反，在$z\approx0.35$中有更多的低质量星系，具有$\rm{M_{HI} \approx10^9\ {M}_\odot}$。虽然我们的研究结果…
2022-10-31 astro-ph.CO astro-ph.GA
The Star Formation Rate Function for Redshift z~4-7 Galaxies: Evidence for a Uniform Build-Up of Star-Forming Galaxies During the First 3 Gyr of Cosmic Time
我们结合最近估计的尘埃消光在z~4-7与紫外光度函数（LF）的测定，推导出恒星形成率（SFR）的函数在z~4，5，6和7。SFR函数提供了一个更多的物理描述星系的建设在高红移，并允许直接比较SFR在较低的红移确定的各种技术。我们的SFR函数是从已经建立的z~4-7紫外低频、紫外连续谱斜率与红移和光度的关系以及IRX-β关系中推导出来的。他们是很好地描述了Schechter关系。考虑到最近对Hα和中红外光度函数的测定，我们将SFR函数的比较基线扩展到z~2。SFR函数的低端斜率比UV LF更平坦，Δα \sim +0.13，并且没有显示出随宇宙时间（z~0-7）的明显演化。此外，我们还发现由Schechter拟合的特征值SFR* 随红移的变化呈现出一致的、实质性的线性增长，从大爆炸后z~8，650 Myr时的~5 Msun/yr，到z~2，2.5Gyr时的~100 Msun/yr。最近在z~10，接近星系形成的开始，的结果与这个趋势是一致的。这种演化的均匀性甚至比在红移范围z~2-8的UV LF中看到的更大，为我们的尘埃校正提供了验证。这些结果提供了强有力的证据，证明星系在宇宙时间的前3个Gyr均匀地形成。
2012-07-10 astro-ph.CO
Sub-millimeter brightness of early star-forming galaxies
基于一个早期恒星形成星系的三维模型，我们探讨了亚毫米亮度的演化。模型星系来自Mori & Umemura对一个原始星系的超高分辨率化学动力学模拟，其中在t <0.3 Gyr时SFR为~10 Msun/yr，在t> 0.3 Gyr时为几Msun/yr。前者很好地再现了所观察到的LAEs和LBG的性质，后者。我们求解了该模型星系中尘埃星际介质的三维辐射转移，考虑了尘埃颗粒的尺寸分布，并计算了尘埃温度随星系演化时间的变化。我们发现星际介质的团簇性对亚毫米亮度起着重要的作用。在LAE阶段，尘埃颗粒集中在遍布银河系的星团恒星形成区域，这些颗粒可以有效地吸收来自恒星的紫外辐射。结果，尘埃被加热到T> 35 K。在LBG阶段，连续的超新星将尘埃颗粒驱离恒星形成区域。然后，这些颗粒就不能吸收太多来自恒星的辐射，并变成接近CMB温度的冷态。因此，尘埃温度随演化时间的延长而降低，在t = 0.1 Gyr和t = 1.0 Gyr时，尘埃的质量加权平均温度分别为T = 26 K和T = 21 K。通过这种分析，结果表明，亚毫米亮度是在LAE阶段比在LBG阶段，虽然灰尘与气体的比例单调增加作为时间的函数。我们通过将模型星系放置在给定的红移处来推导光谱能量分布。当模型星系位于δ> z> 2时，在850 μ m处的峰值通量为S_850~0.2 - 0.9 mJy。这意味着ALMA可以用16个天线在不到一小时的时…
2011-11-29 astro-ph.CO
The ages, metallicities and element abundance ratios of massive quenched galaxies at z~1.6
利用Subaru/MOIRCS的近红外光谱观测，研究了在COSMOS场发现的24个大质量猝灭星系在$1.25<z_\mathrm{spec}<2.09$上的星族性质。追踪恒星的人口属性，尽可能接近他们的主要形成时代，我们试图把限制的恒星形成的历史，淬火后的演化，以及可能的祖星形成人口这样的大规模淬火星系。利用一组Lick吸收线指数，在静止坐标系的光学合成谱上，分别推导出平均年龄、金属丰度[Z/H]和$α$与铁元素丰度比[ $α$ /Fe]为$\log(\mathrm{age}/\mathrm{Gyr})=0.04_{-0.08}^{+0.10}$、$\mathrm{[Z/H]}=0.24_{-0.14}^{+0.20}$和$[α/\mathrm{Fe}]=0.31_{-0.12}^{+0.12}$。如果我们在$\langle z \rangle = 1.6$的淬灭星系样本被动地演化为$z=0$，它们的恒星种群特性将与类似恒星速度色散的本地对应星系非常一致，这使它们有资格成为本地大质量早型星系的祖先。在淬火星系的恒星人口年龄的红移演化结合低红移测量的文献表明形成红移的$z_\mathrm{f} \sim 2.3$周围的大部分恒星在这些星系中已经形成。测得的[ $α$ /Fe]值表示$\lesssim 1$ Gyr的恒星形成时间尺度，其可以转化为淬灭前的特定恒星形成速率$\simeq …
2015-06-30 astro-ph.CO astro-ph.GA
Molecular gas properties of UV-luminous star-forming galaxies at low redshift
Lyman break analogues（LBA）是一组在紫外波段选择的低红移（z ~ 0.2）的恒星形成星系。这些天体与当地宇宙中质量和光度相似的其他星系相比，恒星形成率更高，尘埃消光率更低。在这项工作中，我们提出了一个调查的结果与毫米波天文学研究组合阵列（CARMA）检测CO（1-0）发射的LBA，以分析这些星系中的分子气体的性质。我们的研究结果表明，LBA遵循相同的施密特-肯尼库特定律的本地星系。另一方面，它们具有更高的气体分数（高达66%）和更快的气体耗尽时间尺度（低于1 Gyr）。这些特征使这些物体更类似于高红移恒星形成星系。我们的结论是，LBA是一个伟大的附近的实验室，研究冷星际介质在低金属，紫外光致密恒星形成星系。
2014-06-04 astro-ph.CO astro-ph.GA
Galaxy Protoclusters as Drivers of Cosmic Star-Formation History in the First 2 Gyr
现今的星系团是大质量的晕，其中大多数是静止的星系，而遥远的原星系团是包含许多恒星形成星系的扩展结构。我们调查的影响，这一根本性的变化，在宇宙学的背景下，使用一组N体模拟和半解析模型。我们发现，从z=0到z=7，所有（原）星系团占据的宇宙体积分数增加了近三个数量级。我们发现，（原）团星系是一个重要的，甚至在高红移占主导地位的人口，因为他们的预期贡献的宇宙恒星形成率密度上升（从1%在z=0）到20%在z=2和50%在z=10。因此，原星系团提供了宇宙电离光子的重要部分，并且可能在驱动宇宙再电离的时间和拓扑结构方面至关重要。在内部，团簇形成的平均历史可以分为三个阶段：在z~10-5，原团簇中的星系生长是由内而外的，中心晕是宇宙中最活跃的区域之一：在z~5-1.5，整个10-20 Mpc结构中发生了快速的恒星形成，形成了它们现在的大部分恒星质量;在z<~1.5时，剧烈的引力坍缩将这些恒星的内含物推入单个星系团晕中，由于弛豫和维里化，在很大程度上抹去了星系团星系形成的细节。我们的研究结果激发了对遥远原星系团的观测，以了解宇宙正午期间快速、扩展的恒星生长，以及它们与宇宙黎明期间再电离的联系。
2017-07-08 astro-ph.CO astro-ph.GA
The Quenching of the Ultra-Faint Dwarf Galaxies in the Reionization Era
我们提出了对六个超暗矮星系的恒星形成历史的新约束：牧夫座I，猎犬座II，后发座Berenices，武仙座，狮子座IV和大熊座I。我们的分析采用了高精度测光与哈勃太空望远镜上的高级相机测量，中分辨率光谱获得的深度成像多目标光谱仪上的W.M. Keck天文台，并更新了适合于这些星系的丰度模式的Eschera-Regina等时线。其中五颗银河系卫星的数据最适合恒星形成历史，其中至少75%的恒星在z~10（13.3 Gyr前）形成。所有的星系都与80%的恒星形成于z~6（12.8 Gyr ago）和100%的恒星形成于z~3（11.6 Gyr ago）相一致。这些星系同样古老的人口支持这样的假设，即在最小的暗物质子晕中的恒星形成受到全球外部影响的抑制，例如宇宙的再电离。
2014-10-02 astro-ph.CO astro-ph.GA
A Highly Consistent Framework for the Evolution of the Star-Forming "Main Sequence" from z~0-6
利用文献中的25项研究，我们研究了恒星形成星系（SFG）主序星（MS）在恒星质量和恒星形成速率（SFR）到$z \sim 6$的演化。在将所有观测转换为一组共同的校准后，我们发现MS观测之间存在显著的一致性（$\sim 0.1$ dex 1 $σ$出版物间分散）。通过拟合MS在恒定质量的仓中的时间演化，我们对每个观测到的红移仓内的MS的观测到的散射进行去卷积。考虑到观测到的不同SFR指标之间的分散，我们发现MS分布的宽度是$\sim 0.2$ dex，并在宇宙时间内保持不变。我们的最佳拟合表明MS的斜率可能是时间依赖性的，我们的最佳拟合是$\log\textrm{SFR}(M_*,t) = \left(0.84 \pm 0.02 - 0.026 \pm 0.003 \times t\right) \log M_* - \left(6.51 \pm 0.24 - 0.11 \pm 0.03 \times t\right)$，$t$是宇宙的年龄。我们使用拟合来创建经验演化轨迹，以约束MS星系的恒星形成历史（SFH），发现（1）延迟$τ$模型给出了MS SFH的最准确表示，（2）今天“典型”MS星系的恒星质量增长分数在其生命的大部分时间内近似线性下降，假设初始$1σ$在形成时间为$\sim 1.4$ Gyr时传播，则MS周围的散射可以由沿着相同演化轨道演化的星系产生。
2014-07-02 astro-ph.CO astro-ph.GA
No Evolution in the Half-mass Radius of Milky Way-type Galaxies over the Last 10 Gyr
由于新的观测数据，银河系（MW）成为焦点。在这里，我们揭示了新的MW的过去，通过研究MW的祖先，我们确定从河外调查的结构演变。具体来说，我们约束的恒星质量增长历史（SMGH）的MW有两种方法：（$i$）直接测量MW的恒星形成历史，和（$ii$）假设MW是一个典型的恒星形成星系，仍然是恒星形成的主序星。我们基于来自CANDELS/3D-HST数据的在$z=0.2-2.0$的这两个SMGH选择MW祖细胞。我们从恒星质量分布估计了结构参数（包括半质量半径$r_{50}$和Sérsic指数）。我们的关键发现是，在过去的10 Gyr中，MW星系的祖先在空间分辨尺度上自相似地生长，大约有一个恒定的半质量半径（$\sim2-3$ kpc），而它们的恒星质量增加了约1 dex，这意味着几乎没有从内到外的增长。我们发现，在$z=2.0$和$z=0.7$的红移之间，恒星质量的$20\%$半径（$r_{20}$）减小了$60\%$，而中心恒星质量密度（$Σ_1$）在同一时间内增加了1.3倍，Sérsic指数随$n\propto(1+z)^{-1.41\pm0.19}$变化。这与早期（$z>1$）厚盘的形成一致，随后形成了导致核心质量增加的酒吧。薄盘的形成和演化对整体半质量大小的影响很小。我们还表明，MW祖细胞的恒定大小的演变挑战半经验的方法和数值模拟。
2022-06-27 astro-ph.CO astro-ph.GA
The redshift evolution of oxygen and nitrogen abundances in emission-line SDSS galaxies
研究了发射线SDSS星系中氧和氮丰度随红移和星系恒星质量的演化。这是第一次对氮丰度进行这样的研究，它为研究星系的化学演化提供了额外的限制。我们设计了一个标准，以识别和排除考虑AGN和恒星形成星系的线通量测量误差大。为了选择恒星形成的星系与准确的线通量测量，我们要求，对于每个星系，氮丰度与各种校准的基础上不同的发射线同意。使用这种选择标准，恒星形成星系的子样本已被提取的MPA/JHU集团的目录。我们发现，在过去的3 Gyr中，质量最大的星系，即质量大于10^11.2 M_sun的星系，并没有同时富集氧和氮：它们在遥远的过去形成了恒星，以至于在z=0.25之前，它们的核合成产物已经返回到了星际介质中。质量范围从10^11.0 M_sun到10^11.2 M_sun的星系没有明显的氧富集，但确实显示出一定的氮富集：它们也在z=0.25之前形成恒星，但与最高质量的星系相比要晚;这些恒星在z=0.25之前没有将氮返回到星际介质，因为它们没有足够的时间进化。这表明，寿命为2-3 Gyr的恒星有助于氮的产生。最后，质量小于10^11 M_sun的星系在最后3 Gyr期间显示出氧和氮的富集：它们经历了可观的恒星形成，并在此期间将其质量的20%转化为恒星。
2010-02-18 astro-ph.CO astro-ph.GA
Outside-in Shrinking of the Star-forming Disk of Dwarf Irregular Galaxies
我们研究了34个邻近矮不规则星系（dIrrs）的代表性样本的多波段表面亮度轮廓。我们的数据包括GALEX FUV/NUV、UBV、Hα和Spitzer 3.6 \mum图像。这些星系构成了小东西调查的大部分。通过模拟的光谱能量分布的方位角平均值与一个完整的图书馆的恒星形成（SF）的历史，我们推导出的恒星质量表面密度分布和SF率平均在三个不同的时间尺度：最近的0.1 Gyr，1 Gyr和哈勃时间。我们发现，对于\sim 80%（27个星系）的样本星系，径向轮廓（至少在外部）在较短的波长比那些在较长的波长有较短的磁盘尺度长度。这表明恒星形成盘一直在缩小。此外，恒星质量面密度的径向分布可以用分段指数分布来描述，而且\sim 80%的星系外盘的质量分布比内盘陡.与内部盘相比，外部盘的SF率径向急剧下降，这为下弯的恒星质量表面密度分布提供了一个自然的解释。在内部磁盘，我们的样本星系平均有恒定的比例最近SF率恒星质量与半径。然而，\sim 35%（12个星系，其中7个重子质量< 10^8 M \odot）的样本显示出负斜率在整个观察到的磁盘，这是相反的“由内而外”的磁盘增长的情况下提出的发光螺旋星系。SF的倾向，成为集中在低质量dIrrs的内部磁盘解释为由于其敏感性的环境影响和调节，通过恒星反馈。
2011-11-14 astro-ph.CO astro-ph.GA
Old Universe, Young SNe Ia: A Statistical Analysis of Type Ia Supernova Progenitor Age from 6,983 TITAN Host Galaxies, and Implications for Cosmology
Johns Hopkins University（约翰斯·霍普金斯大学）；University of Oxford（牛津大学）；University of Southampton（南安普顿大学）；Rutgers, the State University of New Jersey（新泽西州立罗格斯大学）；Space Telescope Science Institute（太空望远镜科学研究所）；Boston University（波士顿大学）；University of Hawai’i（夏威夷大学）
研究通过分析6983个TITAN宿主星系的前身年龄，发现其平均年龄为3.5Gyr，显著低于强演化模型预测，且与宇宙学参数推断相关，但未发现未建模的系统性偏差。
2026-04-17 astro-ph.CO astro-ph.GA
Reconstructing the genesis of a globular cluster system at a look-back time of 9.1 Gyr with the JWST
利用JWST早期发布的数据，Mowla等人和Claeyssens等人最近测量了“火花”星系周围引力透镜致密源（“火花”）的各种性质，红移为1.378（回顾时间为9.1 Gyr）。在这里，我们专注于Mowla等人，因为他们能够打破年龄-金属丰度简并性，并为每个来源获得独立的年龄，金属丰度和丰度。他们确定了5个富含金属的古老GC候选者（形成年龄高达$\sim$ 13 Gyr）。我们研究的年龄-金属丰度关系（AMR）的GC候选人和其他火花紧凑源。火花星系，目前估计的恒星质量为10 $^9$ M $_{\odot}$，与大麦云（LMC），分裂的矮星系盖亚-土卫二和银河系（MW）进行了比较。火花星系似乎在形成后的前几百万年经历了非常快速的化学富集，其GC候选者与MW的富金属亚群相似。我们还比较了火花理论AMR和E-MOSAICS模拟的形成年龄，发现其GC的早期形成年龄与MW类星系的这些预测有一定的张力。火花星的恒星形成区域的金属丰度更类似于恒星质量为$\ge$ 10 $^{10.5}$ M $_{\odot}$的星系，即在9.1 Gyr宇宙时间的预期质量增长的顶端。我们的结论是，火花星系可能代表一个MW类星系的祖先，甚至包括正在进行的吸积的卫星星系。
2022-12-09 astro-ph.CO astro-ph.GA
Constraining Star Formation Histories of Blue Galaxies using the Scatter between Stellar Mass and Halo Mass
我们提出的恒星形成的变化和恒星形成（SF）的中央星系的恒星形成和主机晕吸积历史的恒星-晕质量关系（SHMR）的分散的时间尺度上的约束。SF星系的恒星形成率和恒星质量之间存在着密切的关系，即所谓的“恒星形成序列”（SFS），它表征了它们的SF历史和$M_*$生长。同时，观察到的SHMR约束连接$M_*$增长晕吸积的历史。结合这些观察到的趋势与宇宙学的$N$体模拟，我们提出了灵活的模型，跟踪SF，$M_*$，和晕吸积历史的SF中央星系在$z<1$，同时再现所观察到的恒星质量函数和SFS在SDSS DR 7。我们发现，在$M_h=10^{12}M_\odot$，$σ_{M_*|M_h=10^{12}M_\odot}$，在SHMR的分散，是敏感的恒星形成的变化，$t_{\rm duty}$的时间尺度，和相关系数，$r$，SF和晕吸积历史之间：较短的$t_{\rm duty}$和较高的$r$都导致更紧密的$σ_{M_*|M_h=10^{12}M_\odot}$。为了在$z=1-0$上再现恒定的0.2 dex散射，我们的模型需要$t_{\rm duty}\leq1.5$ Gyr用于$r=0.99$或$r>0.6$用于$t_{\rm duty}=0.1$ Gyr。对于$r\sim0.6$，如文献所示，$t_{\rm duty}<0.2$ Gyr是必要的。同时，为了在流体动力学模拟中再现$σ_{M…
2019-10-03 astro-ph.CO astro-ph.GA
The star-forming past and quenching of brightest cluster galaxies in TNG-Cluster
Universität Heidelberg（海德堡大学）；Max-Planck-Institut für Astronomie（马克斯·普朗克天文学研究所）
利用TNG-Cluster模拟，研究发现最亮团星系具有复杂恒星形成历史，经历多次重新活跃，最终因超大质量黑洞反馈导致的动能注入和气体排出而熄灭。
2026-10-06 astro-ph.CO astro-ph.GA
On the evolution and environmental dependence of the star formation rate versus stellar mass relation since z~2
本文讨论了近10 Gyr以来星系恒星形成率与恒星质量相关性的演化，特别是其环境依赖性。我们首先介绍了在z=0.4的富星系团Cl 0939 +4713中的H-α选择星系的中红外（MIR）特性。通过MIR叠加分析，我们发现在z=0.4的高密度环境中，H-α发射体的中值SFR更高。我们还发现，在高密度环境中的恒星形成星系往往有更高的比SFR（SSFR），虽然这种趋势是远远低于SFR的显着性。当我们考虑单独从H-α得到的SFR时，在高密度环境中SSFR的这种增加是不可见的，这表明星系中的尘埃衰减取决于环境;高密度环境中的星系往往更尘埃（高达~0.5等）。然后，我们讨论了自z~2以来恒星形成星系的SFR-M* 关系的环境依赖性，通过编译我们的可比，窄带选择，大H-α发射体样本在遥远的星系团环境（从MAHALO-Subaru）和场环境（从HiZELS）。我们发现，H-α选择星系（在固定质量log（M*/Msun）=10时）的SSFR快速演化为（1+z）^3，但SFR-M* 关系从z~2开始与环境无关，因为我们依赖于基于H-α的SFR（具有依赖于M* 的消光校正）。即使我们考虑尘埃衰减中可能的环境变化，我们也可以得出结论，在z~2以来的宇宙历史中的任何时刻，星团和场成星星系之间的SFR-M* 关系的差异总是很小的（~<0.2dex水平）。[删节]
2013-06-15 astro-ph.CO
Atomic hydrogen scaling relations at $z \approx 0.35$
本文利用射电望远镜巡天和谱线叠加技术，确定了 $z\approx0.35$ 处星系 HI 质量与恒星质量的标度关系，发现该红移处大质量星系虽贫 HI，但恒星形成效率更高，需持续吸积气体以维持恒星形成。
2023-05-12 astro-ph.CO astro-ph.GA
Gas Accretion and Star-Formation Rates with IFUs and Background Quasars
恒星形成星系（SFG）以有规律的速度形成恒星，形成所谓的主序星（MS）。然而，对它们的含气量的所有研究表明，它们的气藏应该在0.5-2 Gyr内耗尽。因此，SFG被认为是由星系际气体的持续吸积来提供能量，以维持其恒星形成活动。然而，这种吸积现象的直接观测证据一直难以捉摸。从理论上讲，来自星系际介质的吸积气体预计将围绕光环运行，不仅为恒星形成提供燃料，还为星系提供角动量。因此，预期该吸积材料形成气体结构，该气体结构一旦在$r<0.3\;R_{\rm vir}$或$r<10-30$ kpc下就应当与宿主共转。由于恒星形成盘和这种扩展的气体结构之间的粗略对齐，吸积物质可以最容易地用背景类星体和积分场单元（IFU）的组合来检测。在这一章中，吸积研究使用这种技术进行了审查。
2017-01-30 astro-ph.CO astro-ph.GA
Observational evidence of a slow downfall of star formation efficiency in massive galaxies during the last 10 Gyr
本文研究了SFR-M * 关系的斜率与质量相关的原因，即所谓的恒星形成星系的"主序星"，并讨论了它对形成大质量星系的恒星形成历史的物理过程的影响。我们使用的CANDELS近红外成像从哈勃太空望远镜进行膨胀到磁盘的遥远星系的分解和测量的第一次在z = 1的SFR-Mdisk关系的斜率。我们发现，这种关系非常密切地遵循SFR-M * 相关的形状，在高质量端仍然有明显的平坦化。这显然是排除，至少在z = 1，长期增长的恒星形成星系的静态隆起的主要驱动力的斜率变化的主要序列。然后，通过叠加CANDELS场中的Herschel数据，我们估计了SFR-M * 关系上不同位置的总气体质量和恒星形成效率。我们发现，在大质量星系（M *> 5e10 Msun）中观察到的相对较低的SFR是由恒星形成效率降低引起的，与较低恒星质量星系相比，降低了3倍，而不是由气体含量减少引起的。最低质量的趋势可能与原子气体对分子气体的主导地位有关。我们认为，这种依赖于恒星质量的超临界流体能解释自z = 1.5以来主序星斜率的变化，因此超过70%的哈勃时间。SFE的下降发生在局部宇宙中较低的质量（M *> 2e10 Msun），并且在z = 2时不存在。总而言之，这为大质量主序星星系中恒星形成效率的缓慢下降提供了证据。由此产生的恒星形成的损失被认为是从z = 2开始上升，达到一个相当的水平，由z = 1的静态人口的质量增…
2016-01-21 astro-ph.CO astro-ph.GA
Gone after one orbit: How cluster environments quench galaxies
星系轨道对星系团环境中星系内部演化的影响是近年来争论的焦点。为了理解这种联系，我们使用了宇宙学流体动力学模拟集Magneticum Pathfinder中的$(0.5 \,$ Gpc）$^3$和Gpc $^3$框。我们调查的速度各向异性，相空间，和轨道演化的$\sim 5 \cdot 10^{5}$解决卫星星系在我们的样本6776团$M_{\mathrm{vir}} > 10^{14} \, \mathrm{M_{\odot}}$在低红移，我们也追溯到时间。与观测结果一致，我们发现星系团内的恒星形成卫星星系的特点是更多的径向占主导地位的轨道，独立于集群质量。此外，绝大多数恒星形成卫星星系在第一次通过时停止形成恒星。我们发现一个强大的二分法都在视线和径向相空间之间的恒星形成和静止的星系，与观测。对单个卫星星系轨道的跟踪表明，几乎所有卫星星系的恒星形成在落入后都在$1 \, \mathrm{Gyr}$内下降到零。能够保持恒星形成更长时间的卫星星系的特征是切向轨道和高恒星质量。所有这些都表明，在星系团的主要猝灭机制是冲压压力剥离。
2019-08-06 astro-ph.CO astro-ph.GA
Project Lyman: Quantifying 11 Gyrs of Metagalactic Ionizing Background Evolution
再电离时期的时间和持续时间对宇宙结构的出现和演化至关重要。恒星形成星系、活动星系核和类星体在整个宇宙时间内对元星系电离背景的贡献中所起的相对作用仍然不确定。深层类星体计数提供了对它们作用的深入了解，但由于我们对电离辐射逃逸到星系际介质（IGM）的过程缺乏了解，恒星形成的潜在关键贡献是高度不确定的。从恒星形成星系逃逸的电离光子的比例是模型中使用的一个基本自由参数，用于“微调”发生在13.4和12.7 Gyrs前的再电离时期的时间和持续时间（红移在12 > z > 6之间）。然而，在红移z > 3时，直接观测到在静止坐标系\ion{H}{1}电离边以下发射的莱曼连续谱（LyC）光子越来越不可能，这是由于干扰莱曼极限系统向高z稳定增加。因此，UV和U波段光学带通为直接、近距离和深入观察有利于LyC逃逸的环境类型提供了唯一的希望。通过量化过去110亿年（z < 3）LyC逃逸与局部和全局参数之间关系的演变，我们可以提供关于LyC逃逸分数的确切信息，这对于回答宇宙是如何被电离的问题至关重要。在这里，我们提供了由“特征”（L_{uv} ^*）恒星形成星系发射的电离连续通量的估计，作为回望时间和逃逸分数的函数，发现在z = 1（7.6 Gyrs前），逃逸分数为1%的L_{uv} ^* 星系的通量为10^{-19}尔格cm^{-2} s^{-1} s ^{-1}。
2012-09-14 astro-ph.CO
Constraints on the star formation histories of galaxies in the Local Cosmological Volume
在观测应该可靠的局部宇宙体积中，大多数当前恒星形成率（SFR）为SFRo >= 10^-3 Msun/yr的星系都具有观测到的SFRo大于平均恒星形成率的特性。这与延迟τ模型所描述的星系演化存在矛盾，根据延迟τ模型，预期情况正好相反。张力是明显的，在本地星系意味着恒星形成的时间尺度τ约6.7 Gyr，远长于3.5-4.5 Gyr使用经验确定的主序列在几个红移。使用SFR是时间上的幂律形式propto（t-t1）^eta的模型，其中t1 = 1.8 Gyr（在t1之前没有恒星形成）意味着eta = 0.18 +- 0.03。这表明星系的SFR随时间的接近恒定性对星系的演化和形成时间提出了非平凡的问题，但与观测到的随着宇宙年龄的增加而减少的主序列大致一致。
2020-07-17 astro-ph.CO astro-ph.GA
The Stellar Archeology of the M33 Disk: Recent Star-Forming History and Constraints on the Timing of an Interaction with M31
利用MegaCam记录的图像研究了本星系群Sc星系M33的近期恒星形成历史。恒星盘的性质在R = 8 kpc附近发生变化。在这个半径范围内，恒星形成率（SFR）至少在过去的2.5亿年里一直保持不变，而在更大的半径范围内，SFR在同一时期内有所下降。内盘最近的SFR一直是恒定的，这表明M33至少在过去的0.5 Gyr内是孤立演化的，从而限制了最近与M31相互作用的时间。年轻恒星对恒星盘总质量的贡献随半径的变化而变化，峰值接近8 kpc。证据还提出，在过去的1亿年的SFR在银河系的南半部分已~ 0.4德克斯比北半部分高。最后，大小跨越许多kpc的结构，包含蓝色物体-可能是在中间时期形成的主序星-在磁盘边界附近被确定。有人认为，这些潮汐特征是从M33的主体中提取出来的，在某些情况下，是恒星形成的化石遗迹，发生在中间时期的扩展盘中。
2011-06-30 astro-ph.CO astro-ph.GA
Atomic hydrogen in star-forming galaxies at intermediate redshifts
我们使用升级后的巨型米波射电望远镜对扩展的Groth带进行了深度（117个源小时）的L波段观测，以测量$0.2 < z < 0.4$上的中性氢平均质量和恒星形成率中值，以及宇宙中性氢质量密度。这是通过将来自445个蓝色恒星形成星系的HI 21 cm发射和静止帧1.4 GHz射电连续谱与$\rm M_B \leq -17$在$z_{\rm mean} \approx 0.34$进行叠加来完成的。在$\approx 7σ$显著性下检测到堆叠HI 21 cm发射信号，这意味着平均HI质量为$\rm \langle M_{HI} \rangle = (4.93 \pm 0.70) \times 10^9 \: M_{\odot}$。我们还堆叠了相同星系的静止帧1.4 GHz射电连续辐射，以获得$(0.54 \pm 0.06) \: {\rm M}_\odot$年$^{-1}$的中值SFR;这意味着平均原子气体耗尽时间尺度为$\rm \langle Δt_{HI}\rangle \approx$ 9 Gyr，与本地宇宙中恒星形成星系的值一致。这表明恒星形成效率在$0 - 0.4$红移范围内没有显著变化。我们利用HI 21 cm叠加发射信号的探测来推断在$z \approx 0.34$的恒星形成星系中的标准化宇宙HI质量密度$(\rm ρ_{HI}/ρ_{c,0})$。假设HI质量和绝对B星等…
2019-09-12 astro-ph.CO astro-ph.GA
Multiwavelength study of nearly face-on low surface brightness disk galaxies
利用恒星形成率指数递减的演化布居合成（EPS）模型PEGASE拟合了大样本（1，802个）近盘面低亮度星系的远紫外-近红外多波长光谱能量分布（SED），研究了它们的年龄.无论采用恒定消光还是变化消光，大部分样品的LSBG年龄都在1-5 Gyr之间，这与以往对小样品的研究结果基本一致。这意味着这些LSBG在最近形成了它们的大部分恒星。然而，一小部分样本（约2-3%）的年龄较大，为5-8 Gyr，这意味着它们的主要恒星形成过程可能发生得更早。同时，我们选取了一个大样本（5,886个）的高表面亮度星系（HSBG），用同样的方法进行了研究。大多数样品（97%）的年龄也在1-5 Gyr之间。这可能意味着这些LSBG的恒星形成历史与HSBG没有太大的不同。但我们应该注意到，HSBG通常年轻约0.2 Gyr，这可能意味着HSBG可能比LSBG有更近的恒星形成活动。
2010-07-22 astro-ph.CO
The cosmic evolution of oxygen and nitrogen abundances in star-forming galaxies over the past 10 Gyrs
尽管对恒星形成星系的光谱观测提供了越来越多的不同红移的数据，但星系在宇宙学时间尺度上的化学演化仍然是一个有争议的问题。涉及金属丰度的基本关系，如质量-金属丰度关系（MZR）或基本-金属丰度关系，给出了关于在给定恒星质量下星系化学成分演化现实的有争议的结果。在这项工作中，我们揭示了一些光在这个问题上使用zCOSMOS调查的20 K明亮的样品达到的完整性，并首次使用氮氧比（N/O）作为示踪剂的气相化学演化的星系，是独立的恒星形成率。利用SDSS和20 k zCOSMOS亮巡天中的发射线星系，研究了红移1.32以下的$MZR星系从局域宇宙的演化，以及红移0.42以下的N2 S2参数与恒星质量和氮氧比（MNOR）的关系。在全红移范围内，用自洽的方法计算了由恒星连续谱和气体发射线导出的所有物理性质，包括恒星质量、恒星形成率、金属丰度和N/O。我们证实了在一个年轻的宇宙中，在给定恒星质量的星系中发现较低金属丰度的趋势。甚至在考虑到可能的选择效应时也观察到了这种趋势，这是由于在高红移星系中观察到的更大的恒星形成率中值。我们还发现一个显着的演变MNOR高达z = 0.4。考虑到二次氮生产制度的O/H与N/O关系的斜率，所观察到的MNOR的演变与MZR及其等效关系的趋势一致，使用新的表达式来减少其对SFR的依赖。
2012-12-05 astro-ph.CO
Evolution of star forming dwarf galaxies: Characterizing the star formation scenarios
我们使用Martín-Manjón et al.（2008）发展的自洽模型技术，将化学演化与恒星星族合成和光电离编码相结合，研究能够再现恒星形成星系观测特性的恒星形成情景。我们的模型结果与HII星系的数据库的比较表明，所观察到的光谱和颜色的本突发和老年人的基本人口是再现模型在一个爆炸的情况下，涉及近20%的气体总质量的恒星形成效率，和间隔爆发时间长于1亿年，更可能在1 Gyr左右。其他模式，如喘息和连续的恒星形成不受欢迎。
2011-11-08 astro-ph.CO
MASSIV: Mass Assembly Survey with SINFONI in VVDS. V. The major merger rate of star-forming galaxies at 0.9 < z < 1.8 from IFS-based close pairs
我们的目标是测量恒星形成星系在0.9 < z <1.8时的主要合并率，使用从积分场光谱（IFS）中识别的密对。我们使用SINFONI/VLT获得的速度场图的MASSIV样本，从恒星形成的人口中的VVDS。我们通过测量星系对中星系的相对速度和投影间距（r_p）来识别星系对。利用MASSIV样品的良好约束选择函数，我们导出了富气主合并分数（光度比μ = L_2/L_1 >= 1/4），并利用宇宙学模拟的合并时标，导出了平均红移达到z = 1.54时的富气主合并率。对于r_p <= 20 h ^-1 kpc的密偶，在红移范围z = [0.94，1.06]，[1.2，1.5）和[1.5，1.8），我们发现了一个高的富气主合并分数，分别为20.8+15.2- 6.8%，20.1+8.0- 5.1%和22.0+13.7- 7.3%。这意味着在z = 1.03、1.32和1.54时，富气主合并速率分别为0.116+0.084-0.038 Gyr ^-1、0.147 +0.058-0.037 Gyr^-1和0.127+0.079-0.042 Gyr^-1。将我们的结果与先前的研究相结合，在z < 1时，富气主合并速率演化为（1+z）^n，其中n = 3.95 +- 0.12，直到z = 1.5。根据这些结果，我们推断，恒星质量M = 10^10 - 10^10.5 M_Sun的恒星形成星系中，约有…
2013-05-13 astro-ph.CO
The EGNoG Survey: Molecular Gas in Intermediate-Redshift Star-Forming Galaxies
我们介绍了正常星系中分子气体的演化（EGNoG）巡天，该巡天对31个恒星形成星系中的分子气体进行了观测研究，星系的z=0.05到z=0.5，恒星质量为（4-30）× 10^10 M太阳，恒星形成速率为4-100 M太阳/年^-1。这次巡天探测了一个相对未被观测到的红移范围，在这个范围内，星系的分子气体含量预计会发生显着的变化。为了追踪EGNoG星系中的分子气体，我们使用毫米波天文学研究组合阵列（CARMA）观测了CO（1-0）和CO（3-2）旋转线。我们检测到24 31个星系和目前解决的地图中的10个星系的红移较低的部分调查。我们使用双峰处方的CO分子气体转换因子，根据特定的恒星形成率，并比较EGNoG星系的大样本的星系组装从文献中。我们发现正常星系的平均分子气体耗尽时间为0.76 \pm 0.54 Gyr，而星暴星系的平均分子气体耗尽时间为0.06 \pm 0.04 Gyr。我们计算的平均分子气体分数的7-20%，在中间红移探测的EGNoG调查。通过用特定的恒星形成速率和分子气体耗尽时间（使用典型值）来表示分子气体分数，我们还计算了分子气体分数随红移的预期演化。预测的行为与从z~2.5到今天观察到的显着演变一致。
2013-03-29 astro-ph.CO
GRB 130606A as a Probe of the Intergalactic Medium and the Interstellar Medium in a Star-forming Galaxy in the First Gyr After the Big Bang
我们提出了高信噪比Gemini和MMT光谱的光学余辉的伽马射线暴（GRB）130606 A在红移z=5.913，发现斯威夫特。这是第一个具有与z~6类星体相当的光谱质量的高红移伽玛暴余辉。这些数据在近红外波长处呈现出平滑的连续谱，由于在红移z~5.91处Ly-alpha的吸收，在8410 Angs的蓝色方向被急剧截断，其中一些通量在7000-7800 Angs之间通过Ly-alpha森林传输。我们使用从金属吸收线推断的柱密度将宿主星系的金属丰度限制在[Si/H]>-1.7的下限和[S/H]<-0.5的上限之间，这是由未检测到S II吸收而设定的。我们证明了在红移范围z=4.9至5.85的光谱中看到的Ly-alpha透射率的戏剧性演变与先前从高红移类星体观测中测得的一致性。在z=5.77的Ly-alpha森林中，存在一个扩展的红移间隔Δ z =0.12，没有检测到透射，导致平均Ly-alpha透射分数的3-sigma上限<0.2%（或tau_eff（Ly-alpha）> 6.4）。这与类星体光谱中发现的最低红移冈恩-彼得森槽相当。我们设定了一个2-sigma上限为0.11的中性分数的IGM在红移的伽玛暴从一个Ly-alpha红色阻尼翼的缺乏，假设一个模型与一个恒定的中性密度。在这个红移窗口中检测到一些Ly-beta和Ly-gamma透射，表明它不是完全不透明的，因此IGM在这些红移下…
2013-07-16 astro-ph.CO astro-ph.HE
