The MOSDEF survey: a stellar mass-SFR-metallicity relation exists at $z\sim2.3$
我们使用来自MOSDEF巡天的$z\sim2.3$的260个恒星形成星系样本,研究了高红移下恒星质量、恒星形成速率和气相金属丰度之间的关系(M $_*$-SFR-Z关系)。我们首次基于几种发射线比对高红移M $_*$ -SFR-Z关系进行了分析。我们证明了在$z\sim2.3$处明显存在M $_*$-SFR-Z关系。这种关系的强度类似于宇宙流体动力学模拟的预测。通过对$z\sim0$和$z\sim2.3$星系的直接比较,我们发现在固定的M $_*$和SFR下,$z\sim2.3$星系的$\sim0.1$指数较低。在化学演化模型的背景下,M $_*$ -SFR-Z关系的这种演化表明,在固定的M $_*$下,质量负载因子随红移而增加,而下落气体的金属含量则减少,这可能是由于气体再循环相对于高红移星系际介质吸积的重要性较低。利用多个金属性敏感线比率同时执行此分析允许我们排除物理条件的演变(例如,N/O比,电离参数和电离光谱的硬度)作为观测到的红移趋势的来源,并与固定M $_*$在$z\sim2.3$的SFR。虽然这项研究突出了在高红移下进行化学演化模型高阶测试的前景,但详细的定量比较最终仍有待于对金属丰度校准随红移的演化的充分理解。
2018-06-26 astro-ph.GA
The MOSDEF Survey: Differences in SFR and Metallicity for Morphologically-Selected Mergers at z~2
我们研究了55个在z~2处形态学上确定的合并星系系统的性质。这些系统被标记为合并的基础上的功能,如潮汐尾,双核,和不对称。我们的样本来自MOSFIRE深演化场(MOSDEF)调查,以及相同红移的孤立星系的对照样本。我们考虑恒星质量,恒星形成率(SFR),并合并和非合并系统的气相金属丰度之间的关系。在局域宇宙中,合并系统的特点是在给定的质量下,与孤立系相比,合并系统的SFR升高,金属丰度降低。我们的研究结果表明,对于z~2处的固定恒星质量,相对于非合并系统,合并系统的SFR增强,金属丰度亏损,尽管需要更大的样本来建立这些具有更高统计意义的初步结果。在未来的工作中,重要的是要确定在高红移合并中增强的SFR和压抑的金属丰度是否偏离了“基本金属丰度关系”,就像在局部宇宙中的合并中观察到的那样,从而阐明星系相互作用期间的气体流动。
2020-11-26 astro-ph.GA
The MOSDEF Survey: An Improved Voronoi Binning Technique on Spatially Resolved Stellar Populations at z~2
我们使用一个样本的350恒星形成星系在$1.25<z<2.66$从MOSFIRE深演化领域的调查,以证明一个改进的Voronoi分仓技术,我们用它来研究解决恒星星族的性质在$z\sim2$星系。利用高分辨率CANDELS/3D-HST多波段成像,构造了恒星星族图和尘埃图。而不是构造解析元素的布局(即,Voronoi箱)的S/N分布的$H_{160}$带单独,我们引入了一个修改的Voronoi分箱方法,另外结合了S/N分布的几个解决的过滤器。从多个滤波器构造的Voronoi仓中推断的SED衍生的分辨E(B-V)$_{\text{stars}}$、恒星星族年龄、SFR和恒星质量与从积分光度学推断的性质在不确定性范围内基本一致,除了从我们的$z\sim1.5$样品中推断的E(B-V)$_{\text{stars}}$,因为它们的UV斜率不受分辨光度学的约束。我们的多滤波器Voronoi分仓技术的结果进行比较,从一个“传统的”单滤波器Voronoi分仓方法。我们发现,单过滤器分仓产生推断E(B-V)$_{\text{stars}}$是系统的平均红0.02等,但可以相差高达0.20等,并可能归因于不良约束解决测光覆盖紫外线斜率。总的来说,我们主张我们的方法产生更可靠的SED衍生参数,由于最佳拟合的解决SED被更好地约束在所有解决的波长-特别是那些覆盖UV斜率。
2020-09-08 astro-ph.GA
The MOSDEF Survey: The First Direct Measurements of the Nebular Dust Attenuation Curve at High Redshift
我们使用一个样本的532恒星形成星系的红移$z\sim 1.4-2.6$深静止帧光谱的MOSFIRE深演化场(MOSDEF)调查放置在高红移的星云衰减曲线的第一个约束。基于在这些星系的合成光谱中检测到的前五条低阶Balmer发射线(${\rm Hα}$到${\rm Hε}$),我们得到了一条形状与银河系消光曲线相似的星云衰减曲线,这表明在高红移的大质量恒星的视线上,尘埃覆盖率和吸收/散射特性与银河系的平均视线相似。这里推导出的曲线意味着星云红化值平均系统地大于恒星连续体推导出的值。在包含恒星多样性效应的恒星星族合成模型中,星云线和恒星连续体红化的差异可能意味着分子云穿越时间尺度比局部分子云长$\gtrsim 3\times$倍,恒星形成速率恒定或随时间增加,使得新形成的和更尘埃的OB协会总是主导电离通量,和/或使星云发射变红的尘埃可能与非分子(即,电离和中性)阶段。我们的分析指出,各种调查的星云衰减曲线,将启用下一代的地面和空间为基础的设施。
2020-09-21 astro-ph.GA
The MOSDEF Survey: Significant Evolution in the Rest-Frame Optical Emission Line Equivalent Widths of Star-Forming Galaxies at z=1.4-3.8
我们使用广泛的光谱从MOSFIRE深演化场(MOSDEF)的调查,以调查之间的关系静止帧光发射线等效宽度($W$)和一些星系和ISM特征的样本$1134$恒星形成星系的红移$1.4\lesssim z\lesssim 3.8$。我们研究了[OII] $λλ3727, 3730$、H $β$、[OIII] $λλ4960, 5008$、[OIII] $+$ H $β$、H $α$和H $α$ +[NII] $λλ6550, 6585$的等效宽度与恒星质量、UV斜率、年龄、恒星形成率(SFR)和比SFR(sSFR)、电离参数和激发条件的关系(O32和[OIII]/H $β$)、气相金属性和电离光子产生效率($ξ_{\rm ion}$)。$W$随恒星质量减小而增加的趋势在[OIII](和[OIII]+H $β$)中最强。更一般地说,在固定的恒星质量或固定的气相金属丰度下,所有谱线的等效宽度都随着红移的增加而增加,这表明高等效宽度的星系在高红移时很常见。这种等效宽度的红移演化可以解释为在固定恒星质量下,随着红移的增加,SFR增加,金属丰度降低。因此,$W$对sSFR的依赖性在很大程度上与红移无关,特别是当检查给定金属丰度的星系时。我们的研究结果表明,高等效宽度的星系,特别是那些与高$W({\rm [OIII]})$,有低的恒星质量,蓝UV斜率,年轻的年龄,高sSFR,ISM线比指示高电离参…
2018-11-28 astro-ph.GA
The MOSDEF Survey: Measurements of Balmer Decrements and the Dust Attenuation Curve at Redshifts z~1.4-2.6
本文利用MOSFIRE深演化场巡天(MOSDEF)的早期观测结果,给出了z~2星系尘埃衰减曲线。我们的样本由224个恒星形成星系组成,星云光谱红移在z= 1.36-2.59范围内,高S/N测量,或上限,H-alpha和H-beta发射线与凯克/MOSFIRE获得。我们构建复合SED的星系在特定的SFR和Balmer光学深度的箱子,以直接约束的尘埃衰减曲线从紫外线到近红外典型的恒星形成星系在高红移。我们的结果意味着在2500埃的波长向红的SMC消光曲线是非常相似的衰减曲线。在较短的波长,曲线的形状是相同的卡尔泽蒂关系,但具有较低的归一化(R_V)。因此,新的衰减曲线的结果是SFR低约20%,和日志恒星质量是0.16德克斯低,比与卡尔泽蒂衰减曲线得到的。此外,我们发现,在变红的差异-和总衰减-的电离气体和恒星连续与SFR强烈相关,这样的尘埃校正SFR大于20 Msun/yr假设Chabrier国际货币基金组织,星云发射线遭受相对于连续的遮蔽程度增加。一个简单的模型,可以解释这些趋势是一个通过光学恒星连续的紫外线是由一个人口较少的红化的恒星,而星云线和热光度越来越多的占主导地位的尘埃恒星星族的星系与大SFR,作为一个结果,增加尘埃富集,伴随着这样的星系。因此,即使在~20 Msun/年的适度水平下,基于UV和SED的SFR也可能低估总SFR。[删节]
2015-04-10 astro-ph.GA
The MOSDEF survey: a census of AGN-driven ionized outflows at $z = 1.4-3.8$
利用MOSFIRE深演化场(MOSDEF)调查的数据,我们提出了一个普查的活动星系核驱动的电离外流在一个样本的159个活动星系核在$1.4 \le z \le 3.8$。样本跨越活动星系核的热光度$10^{44-47} \mathrm{~erg~s}^{-1}$,包括静态和恒星形成星系,恒星质量跨越三个数量级。我们确定和表征流出的\hbeta,[OIII],\halpha ~和[NII]发射线光谱。我们在活动星系核的$17\%$中检测到外流,比在MOSDEF中的不活跃星系的质量匹配样本中检测到的外流要多7倍。外流速度快且遍及银河系,速度为$\sim 400-3500 ~\mathrm{km~s}^{-1}$,空间范围为$0.3-11.0$ kpc。活动星系核之间流出的发生率与宿主星系的恒星质量无关,在恒星形成和静止星系中都检测到流出。这表明外流存在于星系演化的不同阶段。我们研究外流的运动学,空间和能量特性和活动星系核和宿主星系的属性之间的关系。我们的研究结果表明,活动星系核驱动的外流是广泛的星系沿恒星形成的主要序列。外流的质量负荷因子通常为$0.1-1$,并随活动星系核光度的增加而增加,在$L_\mathrm{AGN} \gtrsim 10^{46.3} \mathrm{~erg~s}^{-1}$时能够超过1。在这些更明亮的来源中,电离流出物本身可能足以调节恒星的形成,当与流出的中…
2019-09-25 astro-ph.GA
THE MOSDEF SURVEY: The Nature of Mid-Infrared Excess Galaxies and a Comparison of IR and UV Star Formation Tracers at z~2
我们提出了一个分析使用MOSFIRE深演化场(MOSDEF)调查的性质的“MIR-excess”星系,其中有恒星形成率(SFR)推断中红外(MIR)数据,这是大大提高相对于估计从尘埃校正的紫外线数据。我们使用的$\sim$ 200星系和AGN在$1.40<z<2.61$与24 $μ$ m检测(休息帧8 $μ$ m)从MIPS/ \textit{Spitzer}的样本。我们发现,识别的MIR-excess星系强烈依赖于用于估计红外光度($\rm L_{IR}$)和校正尘埃衰减的紫外光的方法。我们发现,外推的SFR从观察到的24 $μ$ m通量,使用光度依赖的模板的基础上本地星系,大大高估了$\rm L_{IR}$在$z\sim2$星系。通过包括\textit{Herschel}观测和使用恒星质量相关的,光度无关的$\rm L_{IR}$,我们得到更可靠的估计的SFR和一个较低的分数的MIR-excess星系。一旦恒星质量的选择偏差被考虑在内,我们确定我们的星系的PDMATHAMT作为MIR-excess。然而,$\rm SFR_{Hα}$是不升高,在MIR-excess星系与MIR-normal星系相比,表明MIR-excess的内在分数可能较低。使用X射线,红外,光学选择活动星系核在MOSDEF,我们没有发现一个更高的流行率活动星系核在MIR过剩星系相对于MIR正常星系。对X射线未…
2018-06-23 astro-ph.GA
The MOSDEF Survey: A New View of a Remarkable z=1.89 Merger
我们提出了一个星系合并发生在$z=1.89$在GOODS-S领域的详细研究。在这里,我们分析凯克/MOSFIRE光谱观测MOSFIRE深演化场(MOSDEF)调查以及多波长光度组装的3D-HST调查。合并后的数据集进行建模,以推断过去的恒星形成历史(SFHS)的合并星系。他们被发现是巨大的,与日志$_{10}(M_{\ast}/M_{\odot}) > 11$,具有接近的质量比满足典型的主要合并的定义。此外,在延迟$τ$模型的背景下,GOODS-S 43114和GOODS-S 43683与它们过去的平均值相比具有相似的SFH和低恒星形成率(log $_{10}$(SFR(SED)/ $M_{\odot}/\rm{yr}^{-1}$)$<$ 1.0)。最佳拟合模型SED显示两个星系的H $δ_{\rm{A}}$值升高,表明它们的恒星光谱主要由A型恒星组成,恒星形成在$\sim0.5-1$ Gyr前达到峰值,最近有所下降。此外,根据SED拟合,两个合并的星系在彼此几百万年内开启和关闭恒星形成,这表明它们的恒星形成爆发可能是相关的。结合SFHS和H $δ_{\rm{A}}$的结果与最近的星系合并模拟,我们推断,这些星系最近完成了他们的第一个近心通道,并正在远离。最后,GOODS-S 43114的相对较低的二阶速度矩,考虑到它的恒星质量,表明它是一个盘状结构。然而,在建模中包括星系的几何形…
2022-10-06 astro-ph.GA
The MOSDEF Survey: the Variation of the Dust Attenuation Curve with Metallicity
本文导出了z=1.4-2.6星系的紫外光学星尘衰减曲线与气相金属丰度的关系。我们使用218个恒星形成星系的样本,不包括那些非常年轻或严重模糊的恒星形成,从MOSFIRE深演化场(MOSDEF)调查与H $α$,H $β$,和[NII] $λ6585$光谱测量。我们通过比较星系的平均通量密度来限制衰减曲线的形状,这些星系被分类到使用巴耳末递减的尘埃遮蔽箱中,即,H $α$对H $β$光度。高金属丰度样本(12+log(O/H)>8.5,对应于$M_*\gtrsim10^{10.4}\,M_{\odot}$)的平均衰减曲线具有与Calzetti局部星爆曲线相同的浅斜率,以及显著的UV 2175 A消光凸起,其强度为银河系凸起的$\sim 0.5\times$。另一方面,低金属丰度样品(12+log(O/H)$\sim 8.2-8.5$)的平均衰减曲线具有与SMC曲线相似的更陡斜率,仅在$3σ$水平上与Calzetti斜率一致。在低金属丰度曲线中没有检测到紫外线凸起,这表明在低金属丰度下引起凸起的小尘埃颗粒相对缺乏。此外,我们发现,平均而言,星云红化(E(B-V))是一个因素的2倍大的恒星连续体的低金属丰度的星系,而星云和恒星红化是类似的高金属丰度的星系。后者可能是由于高表面密度的尘埃云嵌入恒星形成区,但也使高金属丰度星系的连续体变红。
2020-07-06 astro-ph.GA
The MOSDEF Survey: The Dependence of H$α$-to-UV SFR Ratios on SFR and Size at $z\sim2$
我们使用来自MOSFIRE深演化场(MOSDEF)巡天的光谱红移$1.36<z_\text{spec}<2.66$的303个恒星形成星系对尘埃校正的H $α$和UV SFR进行孔径匹配分析。通过将H $α$和H $β$发射线测量与多波段分辨的CANDELS/3D-HST成像相结合,我们直接比较了灰尘校正的H $α$和UV SFR,假设固定的衰减曲线形状和恒定的SFH,在光谱孔径内推断。以前的研究发现,H $α$和紫外SFR推断与这些假设一般同意典型的恒星形成星系,但变得越来越不一致的星系与更高的SFR($\gtrsim$ 100 M $_\odot$年$^{-1}$),与H $α$,以紫外SFR的比例更大的这些星系。我们的分析表明,即使仔细考虑H $α$和基于UV的SFR(以及星云和恒星的连续红化)的孔径,这种趋势仍然存在。此外,我们的结果意味着H $α$ SFR可能在大星系的中心更高(即,在光谱孔径覆盖的地方)与它们的外围相比,这可能表明星系的增长是由内而外的。总的来说,我们认为,星云和恒星的连续红化和高H $α$ -UV SFR比在大星系的中心之间的持久差异可能是指示一个补丁的尘埃分布在星系中的高SFR。
2021-09-08 astro-ph.GA
The MOSDEF Survey: No Significant Enhancement in Star Formation or Deficit in Metallicity in Merging Galaxy Pairs at 1.5<=z<=3.5
我们研究了在宇宙中恒星形成的高峰时期观测到的30对光谱识别的星系的性质。这些系统是从$1.4 \leq z \leq 3.8$的MOSFIRE深度演化场(MOSDEF)调查中得出的,并被解释为早期的星系合并。在我们的样本中的星系对被确定为两个对象,其光谱收集在同一个凯克/MOSFIRE光谱狭缝。因此,样品中的所有对具有投影分离$R_{\rm proj}\leq 60$ kpc。星系对的速度间隔必须是$Δv \leq 500 \mbox{ km s}^{-1}$,这是在低红移下定义相互作用星系对的标准阈值。在我们的样本中,恒星的质量比从1.1到550不等,其中有12个质量比接近或等于3:1,这是“大合并”的常见定义。“对局部宇宙中合并对的研究表明,相对于相同质量的孤立星系,恒星形成活动增强,气相氧丰度不足。我们比较的MOSDEF对样本的控制样本的孤立星系在相同的红移,发现没有可测量的SFR增强或金属丰度赤字在固定的恒星质量的对样本。对和控制样本的平均属性之间缺乏显着差异出现在对比低红移研究的结果,虽然小样本量和低信噪比的高红移数据限制了红移演化的明确结论。这些结果是一致的一些理论工作表明,在高红移的星系性质的预合并合并的差分效果减少-特别是预合并合并不驱动强恒星爆发。
2019-02-13 astro-ph.GA
The MOSDEF Survey: Calibrating the relationship between H$α$ star-formation rate and radio continuum luminosity at $1.4 < z < 2.6$
观测到的低红移星系的恒星形成率(SFR)和它们的射电连续发光度之间的经验关系提供了一种潜在的方法来测量高红移星系的SFR,不受尘埃遮蔽的影响。在这项研究中,我们首次使用尘埃校正的H $α$ SFR在高红移下对SFR-射电连续谱关系中的红移演化进行了测试。我们的样本由来自$1.4 < z < 2.6$的MOSFIRE深演化场(MOSDEF)巡天的178个星系组成,这些星系具有静止标架光谱学和来自Karl G. Jansky甚大阵列(VLA)货物北场。使用叠加分析,我们比较观测到的无线电连续发光与预测的灰尘校正H $α$ SFR假设范围内的$z\sim0$关系。我们没有发现一个系统的演化与红移的证据时,堆积的无线电连续作为一个功能的尘埃校正H $α$ SFR和堆积时,光谱和无线电连续作为恒星质量的函数。我们的结论是,本地校准的SFR和无线电连续发光度之间的关系仍然有效的$z\sim 2$。
2020-08-10 astro-ph.GA
The MOSDEF survey: the prevalence and properties of galaxy-wide AGN-driven outflows at $z\sim 2$
利用MOSFIRE深演化场(MOSDEF)调查的前两年的观测结果,我们研究了$z \sim 2$从67个X射线、IR和/或光学选择的活动星系核样本中检测到的13个活动星系核驱动的外流。AGN的热光度为$\sim10^{44}-10^{46} ~\mathrm{erg~s^{-1}}$,包括类星体和中等光度的AGN。我们在活动星系核的$19\%$的H $β$、[OIII]、H $α$ ~和/或[NII]发射线中探测到蓝移的电离气体外流,而只有1.8%的MOSDEF星系有类似的外流。流出速度的范围为$\sim$ 300至1000 km s $^{-1}$。13个外流中的8个在空间上以与宿主星系相似的尺度延伸,空间范围为2.5至11.0 kpc。流出均匀地检测到整个恒星形成的主序列,显示与宿主星系SFR的趋势很小。线比诊断表明,流出的气体是光电离的活动星系核。我们没有找到证据,积极的活动星系核反馈,无论是在我们的小MOSDEF样本或更大的SDSS样本,使用BPT图。假设一个有活动星系核的星系有10倍的可能性被探测到外流,流出的气体被活动星系核光电离,质量和能量流出率的估计表明恒星反馈不足以驱动至少一些流出,它们很可能是活动星系核驱动的。流出物的质量负荷因子是统一的,这表明它们有助于调节宿主星系中的恒星形成,尽管它们可能不足以完全熄灭它。
2017-09-27 astro-ph.GA
The MOSDEF-LRIS Survey: The Connection Between Massive Stars and Ionized Gas in Individual Galaxies at $z\sim2$
我们在$z\sim2.3$上对62个恒星形成星系的样本提出了对大质量恒星和电离气体性质的限制。使用BPASS恒星人口模型,我们适合在我们的样本中的星系的休息紫外光谱估计年龄和恒星的金属丰度,反过来,确定电离光谱。除了我们的样本的定义良好的子集的中值属性,我们得到的年龄和恒星金属丰度为30个高SNR的个别星系-最大的样本的个别星系在高红移与这样的测量。这个高信噪比子样本中的大多数星系的恒星金属丰度为$0.001<Z_*<0.004$。然后,我们使用多云+BPASS光电离模型,以匹配观测到的休息,光学线的比例和推断星云的属性。我们的高SNR子样品的特征在于分别由$\log(U)_{\textrm{med}}=-2.98\pm0.25$和$12+\log(\textrm{O/H})_{\textrm{med}}=8.48\pm0.11$的中值电离参数和氧丰度。因此,我们发现,在我们的样本中的所有星系显示$α$ -增强的证据。此外,基于推断的$\log(U)$和$12+\log(\textrm{O/H})$值,我们发现电离参数和金属丰度之间的局部关系适用于$z\sim2$。最后,我们发现,高红移星系最偏离本地激发序列的BPT图是最$α$增强。这种趋势表明,$α$ -增强导致更硬的电离光谱在固定的氧丰度是一个重要的驱动程序的高红移星系偏移的BPT图相对于本地系统。在$z\sim2.3$恒星形…
2020-09-28 astro-ph.GA
An Updated Dust-to-Star Geometry: Dust Attenuation Does Not Depend on Inclination in $1.3\leq z\leq 2.6$ Star-Forming Galaxies from MOSDEF
基于MOSDEF巡天数据,本文研究了308个$1.3\leq z\leq2.6$星系形成星系的尘埃衰减,发现其不依赖于倾角,但随质量增加而增强,并提出了一个三成分尘埃模型,论证星系质量是主导尘埃衰减的关键因素。
2023-04-17 astro-ph.GA
Counter-rotating disks in galaxies: dissecting kinematics and stellar populations with 3D spectroscopy
我们提出了一种光谱分解技术,分离的贡献,不同的运动学成分的星系从观察到的光谱。这使得可以研究各个组成部分的恒星星族的运动学和特性(例如,凸起、盘、反向旋转芯、正交结构)。在这里,我们讨论的结果,这种技术的星系主机反向旋转恒星盘的大小相当。在所有研究的情况下,反向旋转的恒星盘是质量较小,最年轻的,并有不同的化学成分(金属丰度和α元素丰度比)比主星系盘。本文还讨论了谱分解技术的进一步应用。
2014-10-07 astro-ph.GA
The MOSDEF Survey: Probing Resolved Stellar Populations at $z\sim2$ Using a New Bayesian-defined Morphology Metric Called Patchiness
我们定义了一个新的形态度量称为“补丁”($P$),这是敏感的偏离平均值的解决分布,不需要定义的星系中心,并可用于任何星系属性的空间分辨分布。虽然补丁度量有广泛的应用范围,我们证明了它的效用,通过调查的尘埃分布在星际介质中的310恒星形成星系的光谱红移$1.36<z<1.66$观测的MOSFIRE深演化场(MOSDEF)调查。恒星连续红化分布,来自高分辨率多波段CANDELS/3D-HST成像,量化使用斑块,基尼系数,和$M_{20}$。我们发现,高质量星系的红化地图,这是灰尘和更多的金属丰富的平均,往往表现出不规则的分布(高$P$)与最红的成分集中在一个单一的区域(低$M_{20}$)。我们的研究结果支持这样一种观点,即尘埃在低质量星系($\lesssim$ 10 $^{10}$ $M_\odot$)中均匀分布,这意味着尘埃在整个星际介质中的有效混合。另一方面,在大质量星系($\gtrsim$ 10 $^{10}$ $M_\odot$)中,尘埃的分布比较零散。尘埃集中在活跃的恒星形成区域附近,预计在大质量星系中,尘埃混合的时间尺度会更长,因此这些物理上较大的星系的外围区域仍然相对不丰富。这项研究提出了直接的证据斑片状尘埃分布在高红移星系,这以前只被认为是一个可能的解释星云和恒星的连续红化,SFR指标和尘埃衰减曲线之间的观察到的差异的几个千秒差距的尺度。
2022-11-16 astro-ph.GA astro-ph.IM
The MOSFIRE Deep Evolution Field (MOSDEF) Survey: Rest-Frame Optical Spectroscopy for ~1500 H-Selected Galaxies at 1.37 < z < 3.8
在本文中,我们介绍了MOSFIRE深演化场(MOSDEF)调查。MOSDEF巡天的目标是在三个研究得很好的CANDELS场:AEGIS,COSMOS和GOODS-N中获得约1500个星系在1.37<z<3.80处的中等分辨率(R=3000-3650)静止框架光谱(约3700-7000埃)。利用3D-HST巡天的测光星表和分光星表,在1.37<z<1.70,2.09<z<2.61,2.95<z<3.80的三个红移区间内选取目标,并将目标的H_AB(F160 W)固定星等分别降至24.0,24.5和25.0。我们的目标是两条强星云发射线(例如,[OII],Hbeta,[OIII],5008,Halpha,[NII]和[SII])以及恒星连续谱和吸收特征(例如,Balmer线,Ca-II H和K,Mgb,4000埃断裂)。在这里,我们提出了一个概述,我们的调查,观测策略,数据的减少和分析,并在前24个夜晚获得的光谱的基础上的样本特征。到目前为止,我们已经完成了21个掩模,获得了591个星系的光谱。对于约80%的目标,我们从发射或吸收线得到一个强大的红移。此外,我们还确认了另外55个星系,这些星系是偶然发现的。MOSDEF星系样本包括未被遮蔽的恒星形成、尘埃恒星形成和静止星系,恒星质量(~10^9-10^11.5 Msol)和恒星形成速率(~10^0-10^3 Msol/yr)范围很广。光…
2015-04-14 astro-ph.CO astro-ph.GA
The MOSDEF Survey: Implications of the Lack of Evolution in the Dust Attenuation-Mass Relation to z~2
我们研究了宇宙时间内恒星形成星系中尘埃衰减与恒星质量($M_*$)之间的关系。为了进行这项分析,我们比较了$z\sim2.3$的MOSFIRE深度演化场(MOSDEF)调查和$z\sim0$的斯隆数字巡天(SDSS)的测量结果,用GALEX-SDSS-WISE目录中的紫外星系演化探测器(GALEX)和中红外宽场红外巡天探测器(WISE)光度学来增强后者的光学数据集。我们量化尘埃衰减H $α$和H $β$发射线的光谱测量,和光度测量的休息紫外恒星连续。H $α$ /H $β$比值用于确定H $α$,$A_{{\rm H}α}$波长处的衰减幅度。使用静止UV颜色和光谱能量分布拟合来估计$A_{1600}$,即在1600 nm的静止波长处的衰减幅度。在以前的工作中,我们发现在红移范围$z\sim0$到$z\sim2.3$之间的尘埃衰减和$M_*$之间的关系缺乏显着的演变。折叠在最新估计的$M_{\rm dust}$,$({M_{\rm dust}}/{M_{\rm gas}})$,和气体表面密度在固定的$M_*$的演变,我们发现,预期的$M_{\rm dust}$和尘埃质量表面密度都显着高于在$z\sim0$在$z\sim2.3$。这些差异似乎与尘埃衰减缺乏演变不一致。为了解释衰减与$M_*$之间惊人的恒定性,必须确定金属丰度与$({M_{\rm dust}}/{M_{\rm gas}}…
2022-01-06 astro-ph.GA
The MOSDEF Survey: Electron Density and Ionization Parameter at $z\sim2.3$
利用MOSFIRE深演化场(MOSDEF)巡天的观测资料,我们研究了$z\sim2.3$星系中恒星形成区的物理条件,特别是电子密度和电离状态。通过对[O II] $λλ$ 3726,3729和[S II] $λλ$ 6716,6731的双重谱线的测量,我们发现在$z\sim2.3$处的$\sim250$ cm $^{-3}$的电子密度中值比在$z\sim0$处的星系测量值增加了一个数量级。虽然$z\sim2.3$星系偏移到显着更高的O $_{32}$值相对于本地星系在固定的恒星质量,我们发现,高红移样本遵循一个类似的分布,低金属丰度尾部的本地分布在O $_{32}$与R $_{23}$和O3 N2图。在此基础上,我们提出$z\sim2.3$恒星形成星系在固定金属丰度下具有与本星系相同的电离参数。结合简单的光电离模型,本地和$z\sim2.3$星系在激发图中的位置表明,在固定的金属丰度从$z\sim0$到$z\sim2.3$的电离光谱的硬度没有显着的变化。我们发现,$z\sim2.3$星系显示没有偏移低金属丰度本地星系的发射线比图只涉及线的氢,氧,硫,但显示系统的偏移图涉及[N II] $λ$ 6584。我们的结论是,从本地恒星形成序列的[N II] BPT图的$z\sim2.3$星系的偏移主要是由升高的N/O在固定的O/H相比,本地星系。这些结果表明,本地的气相和恒星的金属丰度设置…
2015-10-27 astro-ph.GA
The MOSDEF Survey: Direct Observational Constraints on the Ionizing Photon Production Efficiency, $ξ_{\rm ion}$, at z~2
我们结合光谱测量H $α$和H $β$和紫外连续测光的样本673星系的MOSFIRE深演化场调查,以限制氢电离光子的产生效率($ξ_{\rm ion}$,xi_ion)在z=1.4-2.6。我们发现平均log(xi_ion/[Hz erg $^{-1}$ ])=25.06(25.34),假设Calzetti(SMC)曲线用于UV尘埃校正,xi_ion分布的分散度为0.28 dex。在考虑了观测的不确定性和尘埃衰减的变化之后,我们得出结论,xi_ion中剩余的散射可能受星系间恒星星族变化的影响,包括初始质量函数的斜率和上限质量截止值、恒星金属丰度、恒星形成爆发和恒星演化(例如,单星/双星进化)。此外,在电离ISM中具有高电离态(高[OIII]/[OII])和低氧丰度(低[NII]/H $α$和高[OIII]/H $β$)的星系中,xi_ion被升高。然而,xi_ion与BPT图中z~0恒星形成轨迹的偏移量无关,表明电离辐射的硬度没有随z~0序列的偏移量而改变。我们还发现,具有蓝色UV光谱斜率($\langleβ\rangle$ =-2.1)的星系相对于样品的平均xi_ion($\langleβ\rangle$ =-1.4),xi_ion升高了约2倍。如果这些蓝色星系与z > 6的星系相似,我们的研究结果表明,与恒星星族模型的经典xi_ion预测相比,星系维持再电离所需的莱曼连续体逃逸…
2018-03-04 astro-ph.GA
The MOSDEF Survey: The strong agreement between H-alpha and UV-to-FIR star formation rates for z~2 star-forming galaxies
本文首次对z~2星系的Balmer线和全色SED的SFR进行了直接比较。为了进行比较,我们使用了从MOSFIRE深演化场(MOSDEF)巡天中选出的17个恒星形成星系,其中$3σ$探测到H $α$和至少两个红外波段(斯皮策/MIPS 24 $μ$ m和赫歇尔/PACS 100和160 $μ$ m,在某些情况下赫歇尔/SPIRE 250、350和500 $μ$ m)。这些星系的总红外(8-1000 $μ$ m)光度为$\sim10^{11.4}-10^{12.4}\,\textrm{L}_\odot$,恒星形成率(SFR)为$\sim30-250\,\textrm{M}_\odot\,\mathrm{yr^{-1}}$。我们适合的紫外-远红外SED与灵活的恒星星族合成(FSPS)模型-其中包括恒星和尘埃排放-和比较推断的SFR与SFR(H $α$,H $β$)的值校正使用巴尔末递减的尘埃衰减。这两个SFR同意0.17 dex的散点。我们的结果表明,Balmer减量能准确地预测星云谱线的遮蔽,并能用于计算z~2处SFR达到$\sim200\,\textrm{M}_\odot\,\mathrm{yr^{-1}}$的恒星形成星系的SFR.我们还使用我们的数据来评估SFR指标的基础上建模的UV-中红外SED或通过添加SFR(UV)和SFR(IR),后者是基于中红外线或全红外SED。所有这些S…
2016-03-07 astro-ph.GA
Stacking and Analyzing $z\approx 2$ MOSDEF Galaxies by Spectral Types: Implications for Dust Geometry and Galaxy Evolution
本研究将 MOSDEF 巡天中 660 个 $z\approx 2$ 星系按 SED 形状分组并叠加光谱,发现星云消光超出量与 SFR 强相关,揭示了随 SFR 增加恒星形成区遮蔽程度加剧的演化模型。
2024-09-26 astro-ph.GA
The MOSDEF Survey: Properties of Warm Ionised Outflows at $z=$ 1.4-3.8
我们使用大型光谱数据集的MOSFIRE深演化场调查电离气体外流的运动学和能量学。使用598个恒星形成星系的样本,在红移1.4 < $z$ < 3.8,我们分解的$\rm{H}α$和[OIII]的发射线到窄和宽的组件,发现显着的宽组件的10%的样本检测。个别星系的电离流出速度似乎与星系的性质无关,例如恒星质量、恒星形成率(SFR)和恒星形成率面密度($Σ_{\rm SFR}$)。采用一个简单的外流模型,我们估计的电离外流的质量,能量和动量加载因子,找到适度的值,平均值分别为0.33,0.04和0.22。较大的动量比能量加载因子,所采用的物理参数,意味着这些电离外流主要是动量驱动的。我们进一步发现的质量负载因子和恒星质量之间的边际相关性(2.5 $σ$)与模拟预测一致,缩放为$η_{m}$ $\propto M_{\star}^{-0.45}$。这种浅尺度关系与这些电离外流是一致的,它们是由超新星爆炸产生的机械能和作用在尘埃物质上的辐射压力共同驱动的。在大多数星系中,流出的物质似乎没有足够的速度逃离宿主的引力势,可能在以后再循环回来。总之,这些结果表明,由星云发射线追踪的电离流出是可以忽略不计的,大部分的质量和能量在其他气相中进行。
2024-04-08 astro-ph.GA
The MOSDEF Survey: [SIII] as a New Probe of Evolving ISM Conditions
我们目前的测量[SIII] $λλ$ 9069,9531的$z\sim1.5$恒星形成星系的样本,第一个样品与这些线的测量z>0.1。我们采用谱线比S $_{32}$ $\equiv$ [SIII] $λλ$ 9069,9531/[SII] $λλ$ 6716,6731作为演化ISM条件的新探针。由于这个比率包括了低电离线[SII],因此在$z\sim0$积分星系光谱中考虑弥漫电离气体(DIG)对发射线比率的影响是至关重要的,否则就必须与不存在DIG发射的局部HII区域的样本进行比较。我们发现,在$z\sim1.5$和$z\sim0$上,S $_{32}$都随着恒星质量的增加而减小,但这种依赖性很弱,这表明S $_{32}$与金属丰度具有非常浅的反相关性,而O $_{32}$则表现出很强的金属丰度依赖性。因此,S $_{32}$在固定恒星质量下仅温和地随红移演化。相对于$z=0$ HII区域,$z\sim1.5$样本在固定[OIII]/H $β$时系统性偏移至较低的S $_{32}$和较高的[SII]/H $α$。通过与光电离模型网格的比较,我们发现,这种趋势可以解释的情况下,电离光谱更难在固定的O/H随着红移的增加,但不一致的电离参数在固定的O/H增加。这种分析表明,扩展超出最强的休息光学线的进化研究的优势,和特定的实用程序[SIII]的特点不断变化的ISM条件和恒星成分。这些测…
2019-12-02 astro-ph.GA
The MOSDEF survey: AGN multi-wavelength identification, selection biases and host galaxy properties
我们目前的结果,从MOSFIRE深演化场(MOSDEF)调查的识别,选择的偏见,和宿主星系的属性的55 X射线,红外和光学选择的活动星系核(AGN)在$1.4 < z < 3.8$。我们获得了星系和活动星系核的静止标架光谱,并利用BPT图识别了光学活动星系核。我们研究的唯一性和重叠的活动星系核确定在不同的波长。在低质量星系中,对任何波长的活动星系核的识别都有很大的偏见,而在大质量星系中,对红外活动星系核的识别也有额外的偏见。活动星系核的恒星形成率(SFR)范围很广,一旦考虑到恒星质量选择效应,就类似于不活跃的星系。然而,我们发现(在$\sim 2-3σ$意义上)红外活动星系核存在于尘埃较少、SFR相对较高的星系中,而光学活动星系核存在于尘埃较少、SFR相对较低的星系中。X射线活动星系核的选择并没有显示出与宿主星系SFR的偏差。这些结果与较低红移下的大型研究结果一致。在恒星形成的星系中,一旦考虑到选择偏差,我们在具有与不活跃星系相似物理性质的星系中发现AGN,没有证据表明AGN在特定类型的星系中活动。这与活动星系核在任何恒星形成的宿主星系中被随机填充是一致的。我们没有检测到一个显着的相关性SFR和AGN光度为单个AGN主机,这可能表明星系的生长和它们的超大质量黑洞之间的时间尺度差异。
2016-11-28 astro-ph.GA
The MOSDEF-LRIS Survey: The Interplay Between Massive Stars and Ionized Gas in High-Redshift Star-Forming Galaxies
我们提出了一个联合分析的休息紫外和休息光学光谱获得使用凯克/LRIS和凯克/MOSFIRE的62个恒星形成星系的样本在$z\sim2.3$。我们将我们的样品分为2箱的基础上,他们的位置在[OIII]/Hb与[NII]/Ha BPT图,并执行第一差分研究的大质量电离星的静止紫外特性作为一个功能的静止光学发射线比。将BPASS恒星群体合成模型(包括星云连续辐射)拟合到我们的静止紫外光谱,我们发现,向更高的[OIII]/Hb和[NII]/Ha偏移的高红移星系具有更年轻的年龄(log(Age/yr)= $7.20^{+0.57}_{-0.20}$)和较低的恒星金属丰度($Z_*=0.0010^{+0.0011}_{-0.0003}$)导致更硬的电离光谱,与我们样本中位于局部BPT恒星形成序列上的星系相比(log(年龄/年)= $8.57^{+0.88}_{-0.84}$,$Z_*=0.0019\pm0.0006$)。另外,我们还发现偏距星系的电离参数为log(U)= $-3.04^{+0.06}_{-0.11}$,星云金属丰度为12+log(O/H)= $8.40^{+0.06}_{-0.07}$,非偏距星系的电离参数为log(U)= $-3.11\pm0.08$,星云金属丰度为12+log(O/H)= $8.30^{+0.05}_{-0.06}$。恒星和星云的金属丰度来自我们的样本意味着…
2020-05-26 astro-ph.GA
Dissecting Bar-Induced Stellar Kinematics in Disk Galaxies: The Bisymmetric Model and Rotation Curve Modifications
Seoul National University(首尔大学);SNU Astronomy Research Center, Seoul National University(首尔大学天文研究中心);Kyungpook National University(庆北国立大学)
本文通过N体模拟研究棒旋星系恒星速度角分布及棒对旋转曲线的影响,发现棒诱导速度扰动符合双对称模型,并导致棒区内旋转曲线变平坦。
2025-07-21 astro-ph.GA
The MOSDEF Survey: A Comprehensive Analysis of the Rest-optical Emission-line Properties of $z\sim 2.3$ Star-forming Galaxies
我们分析了完整的MOSFIRE深演化场(MOSDEF)巡天中$z\sim2.3$恒星形成星系的静止光发射谱。在研究[O III]5008/H $β$与[N II]6585/H $α$(“[N II] BPT”)图中高红移星系序列与本星系序列之间的著名偏移的起源时,我们定义了两个群体的$z\sim2.3$ MOSDEF星系。这些包括相对于局部SDSS序列向更高的[O III]5008/H $β$和/或[N II]6585/H $α$偏移的“高”群体和与SDSS序列重叠的“低”群体。这两个组也在[O III]5008/H $β$与[S II] 6718,6733/H $α$和[O III] 4960,5008/[O II] 3727,3730中分离(O $_{32}$)与([O III] 4960,5008 +[O II] 3727,3730)/H $β$(R $_{23}$)图,这就从性质上说明了恒星偏距越大的星系中的形成区,其特征是在星云氧丰度固定的情况下,电离光谱越硬。我们还调查了分裂样本的许多星系特性,发现“高”样本的平均尺寸较小,质量较轻,但具有较高的特定恒星形成率和恒星形成率表面密度值,并且与“低”人口相比略年轻。根据Cloudy+BPASS光电离模型,我们估计“高”人口具有较低的恒星金属丰度(即,更硬的电离光谱),但与“低”人口相比,星云金属丰度略高,电离参数也略高。而“…
2021-01-19 astro-ph.GA
The MOSDEF-LRIS Survey: Connection between Galactic-scale Outflows and the Properties of $z$~2 star-forming Galaxies
利用MOSFIRE深演化场(MOSDEF)巡天数据,在$z$ ~2上选取了155个典型的恒星形成星系,研究了星系尺度外流的条件。该样品包括深休止帧紫外光谱从凯克低分辨率成像光谱仪(LRIS),它提供了几个低电离星际(LIS)金属吸收线和赖氨酸$α$发射光谱覆盖。流出速度是根据LIS吸收和/或Ly $α$发射的质心以及LIS吸收线蓝翼流出的最高速度分量计算的。外流速度被发现是边缘相关或独立的星系属性,如恒星形成率(SFR)和恒星形成率表面密度($Σ_{\rm SFR}$)。流出速度与SFR呈指数为0.24的幂律关系,这表明流出可能主要由超新星爆炸产生的机械能驱动,而不是作用在尘埃物质上的辐射压力。另一方面,流出速度和$Σ_{\rm SFR}$不显著相关,这可能是由于我们的样品探测的$Σ_{\rm SFR}$的有限动态范围。外流速度和由恒星质量归一化的$Σ_{\rm SFR}$($Σ_{\rm sSFR}$)之间的关系,作为引力势的代理,表明强烈的外流(例如,在log($Σ_{\rm sSFR}/\rm{yr}^{-1}\ \rm{kpc}^{-2}$)~-11.3的阈值以上,外流速度与$Σ_{\rm sSFR}$不耦合。这些结果强调了需要更高分辨率的光谱数据和空间分辨成像来测试理论预测的外流驱动机制。
2022-03-17 astro-ph.GA
Dissecting Kinematics and Stellar Populations of Counter-Rotating Galaxies with 2-Dimensional Spectroscopy
我们提出了一个光谱分解技术和它的应用程序的一个样本的星系托管大规模的反旋转恒星盘。我们的光谱分解技术允许分离和测量的运动学和恒星星族的两个反向旋转的磁盘在同一时间观察星系的属性。我们的研究结果为这些星系的形成时代和形成机制提供了新的见解。
2014-02-21 astro-ph.CO astro-ph.GA
The MOSDEF Survey: The Mass-Metallicity relationship and the existence of the FMR at z~1.5
分析了MOSFIRE深演化场巡天中z~1.5星系的静止-光学发射线比值。使用复合光谱,我们调查的质量金属丰度关系(MZR)在z~1.5,并测量其演变到z=0。当使用基于N2线比的气相金属丰度时,我们发现MZR从z~1.5到z=0的演化依赖于恒星质量,由$M_*<10^{9.75}M_{\odot}$处的$Δ\rm log(\rm O/H)\sim0.25$ dex演化到$M_*>10^{10.5}M_{\odot}$处的$Δ\rm log(\rm O/H)\sim0.05$。相比之下,基于O3 N2的MZR显示所有质量的$Δ\rm log(\rm O/H)\sim0.30$的恒定偏移,与先前基于独立金属丰度指标的MOSDEF结果一致,并表明O3 N2为我们的z~1.5样品提供了更稳健的金属丰度校准。我们通过测量平均$M_*$ -特异性SFR和$M_*-\log(\rm O3N2)$关系的相关离散度,研究了MZR对SFR的二级依赖性。我们发现了$\log(\rm O/H)$和sSFR偏移之间的反相关性,表明存在$M_*$-SFR-Z关系,尽管意义有限。此外,我们发现,我们的z~1.5堆栈位于沿z=0金属丰度序列在固定的$μ=\log(M_*/M_{\odot})-0.6\times\log(\rm SFR / M_{\odot} yr^{-1})$表明,z~1.5堆栈可以描述为z=0…
2021-06-23 astro-ph.GA
Dissecting galaxy triplets in the Sloan Digital Sky Survey Data Release 10: I. Stellar populations and emission line analysis
我们从斯隆数字巡天数据发布10中识别出体积有限的样本中的孤立星系三胞胎。我们最后的样本有80个星系系统的红移范围为0.04 $\le$ z $\le$ 0.1,比$M_r = -20.5 + 5\log h_{70}$亮。光谱合成结果和WHAN和BPT诊断图被用来将这些系统中的星系分类为恒星形成,活动核,或被动/退休。我们的研究结果表明,最明亮的星系驱动的三重态演化,证明了作为质量组装和平均恒星星族年龄与三重态属性之间的强相关性。具有中等亮度或三重态中最暗的Galerkin似乎起次要作用。此外,星系的年龄和恒星质量之间的关系对于这些星系是相似的,但对于系统中最亮的星系是不同的。根据WHAN分类,大多数三重星系都是被动或退休的。低质量的三胞胎呈现不同的分数的WHAN类相比,更高的质量三胞胎。对WHAN类组合的普查显示,在低质量三胞胎中恒星形成星系占主导地位,而退休和被动星系在高质量系统中占主导地位。我们认为,这些结果表明,当地的环境,通过最亮的星系驱动的星系相互作用,在三重态演化中发挥着重要作用。
2016-04-07 astro-ph.GA
Dissecting the 3D structure of elliptical galaxies with gravitational lensing and stellar kinematics
强引力透镜和恒星运动学的结合为研究早型星系的质量和动力学结构提供了一种强有力的方法。我们证明了这种方法,通过分析两个大规模的椭圆从XLENS调查的高分辨率HST成像和X-射手光谱观测。我们采用一个灵活的轴对称两分量质量模型的透镜星系,包括一个广义NFW暗晕和一个现实的自引力恒星质量分布。对于这两个系统,我们把限制暗晕的内部结构和平坦化,我们发现,它们是由一个有效半径内的发光组件。通过比较从结合透镜和动力学分析得到的恒星质量与从恒星星族研究中得到的值的紧密推论,我们得出结论,这两个星系的特点是由Salpeter-like恒星初始质量函数。
2014-09-15 astro-ph.CO astro-ph.GA
The MOSDEF Survey: First Measurement of Nebular Oxygen Abundance at $z>4$
我们提出了第一个光谱测量的多个休息帧光发射线在$z>4$。在MOSFIRE深演化场巡天(MOSDEF)期间,我们用Keck I/MOSFIRE摄谱仪观测了GOODSN-17940星系。GOODSN-17940的K波段光谱包括[OII] $λλ3726,3729$、[NeIII] $\lambda3869$和H $γ$发射谱线的显著检测,以及H $δ$的初步检测,表明为$z_{\rm{spec}}=4.4121$。GOODSN-17940是一个活跃的恒星形成$z>4$星系,基于其K波段光谱和宽带光谱能量分布。相对于周围的连续谱,在斯皮策/IRAC通道1测光GOODSN-17940中存在显著过量,主要是由于具有$\mbox{EW(H}α)=1200$ μ m的静止帧等效宽度的强H $α$发射。基于$0.5 Z_{\odot}$模型的假设和Calzetti衰减曲线,用$M_*=5.0^{+4.3}_{-0.2}\times 10^9 M_{\odot}$表征GOODSN-17940。从H $α$ /H $γ$推断出的巴耳末减量用于对H $α$发射进行粉尘校正,得到$\mbox{SFR(H}α)=320^{+190}_{-140} M_{\odot}\mbox{ yr}^{-1}$。这些$M_*$和SFR值使GOODSN-17940在SFR中的数量级高于$z\sim 4$恒星形成的“主序”…
2017-08-23 astro-ph.GA
The MOSDEF Survey: Direct-Method Metallicities and ISM Conditions at $z\sim1.5-3.5$
我们目前的探测[OIII] $λ$ 4363和直接方法金属丰度的恒星形成星系在$z=1.7-3.6$。我们结合新的测量从MOSFIRE深演化场(MOSDEF)调查与文献来源,构建一个样本的18个星系的直接方法金属丰度在$z>1$,跨越$7.5<1$ 2+log(O/H $)<8.2$和log(M $_*$ /M $_{\odot})=7-10$。我们发现,强线校准的基础上本地类似物的高红移星系可靠地再现平均$z>1$样本的金属丰度。我们纯粹基于直接方法O/H在$z>1$上构建了第一个质量-金属丰度关系,找到了与强线结果一致的斜率。直接方法O/H在固定M $_*$和SFR下通过$\lesssim0.1$ dex从$z\sim0-2.2$演化。我们采用光电离模型来约束高红移样品的电离参数和电离光谱。恒星模型与超太阳O/Fe和大质量恒星的二元演化需要重现所观察到的强线比。我们发现$z>1$样品符合电离参数与O/H之间的$z\sim0$关系,表明该关系没有从$z\sim0$演化到$z\sim2$。这些结果表明,从本地激发序列的这个样本的强线比的偏移驱动主要是由一个更硬的电离光谱在固定的星云金属丰度相比,是典型的在$z\sim0$,自然解释了超太阳O/Fe在高红移所造成的快速形成的时间尺度。鉴于我们的$z>1$样本的极端性质,代表性的$z\sim2$星系样本在$\sim10^{10}$ M …
2019-10-26 astro-ph.GA
The MOSDEF Survey: Detection of [OIII]$λ$4363 and the direct-method oxygen abundance of a star-forming galaxy at z=3.08
我们目前的测量的电子温度为基础的氧丰度的高度恒星形成星系在z=3.08,COSMOS-1908。这是[OIII] $λ$ 4363被探测到的最高红移,也是第一次在z>2处测量到这条谱线。我们估计氧丰度为12+log(O/H)$=8.00^{+0.13}_{-0.14}$。这个星系是一个低质量($10^{9.3}$ M $_{\odot}$),高恒星形成($\sim50$ M $_{\odot}$ yr $^{-1}$)系统,拥有一个年轻的恒星群($\sim160$ Myr)。我们研究了COSMOS-1908电离气体的物理条件,发现该星系具有高电离参数、小星云红化($E(B-V)_{\rm gas}<0.14$)和高电子密度($n_e\sim500$ cm $^{-3}$)。我们比较了COSMOS-1908和其他恒星形成星系在z=0-1.8与[OIII] $λ$ 4363测量的直接方法氧丰度的强氧,氖和氢线的比率,并表明z $\sim$ 1-3的星系遵循与本地宇宙中的星系相同的强线相关性。这一协议表明,电离参数和O/H之间的关系是类似的z $\sim$ 0和高红移星系。这些结果意味着,金属丰度校准线的基础上的氧,氖,氢不强烈的红移演变,并可以可靠地估计出z $\sim$ 3的丰度,铺平了道路的强大的测量的质量-金属丰度的演变关系到高红移。
2016-06-16 astro-ph.GA
Improved Measurements of Galaxy Star Formation Stochasticity from the Intrinsic Scatter of Burst Indicators
测量短时间尺度的恒星形成变化(即,“爆发”)是我们理解恒星形成反馈机制和星系中恒星星族聚集的组成部分。我们扩展了Broussard等人的工作。(2019)通过引入对星系恒星形成爆发的新分析,解释了$Q_{sg}=\mathrm{E(B-V)_{stars}}/\mathrm{E(B-V)_{gas}}$分布的变化,这是一个主要的混淆因素。我们使用来自MOSFIRE深演化场(MOSDEF)调查的Balmer递减来测量$Q_{sg}$,我们使用它来构建基于3D-HST的Santa Cruz半解析模型和Mufasa宇宙学流体动力学模拟的模拟目录,光纤多目标光谱仪(FMOS)-COSMOS和具有H $α$探测的MOSDEF星系。模拟星表的结果与观测值进行了比较,使用爆发指示器$η= \log_{10}(\mathrm{SFR_{Hα}/SFR_{NUV}})$,与标准偏差的$η$分布表示爆发。我们发现模拟和观察到的$η$分布形状之间存在良好的一致性;然而,与观察结果相比,FMOS-COSMOS和MOSDEF模拟显示$η$的中位数和分散度系统性较低。这项工作还提出了一种新的方法,分析推导出的内在散射$η$之间的关系,散射增加了测量的不确定性,和观察到的散射,从而在一个内在的突发性测量$0.06-0.16$ dex。
2022-07-27 astro-ph.GA
Impact of Cosmological Satellites on Stellar Discs: Dissecting One Satellite at a Time
在标准的层次结构形成的场景中,银河系质量的暗物质晕有数百个质量为$\gtrsim 10^8 \, {\rm M_{\odot}}$的暗物质子晕。在银河系圆盘的生命周期中,其中一小部分可能会通过靠近中心区域的地方,并与圆盘相互作用。我们提取的subhaloes的属性,如它们的质量和轨迹,从一个现实的宇宙学模拟研究其对恒星盘的潜在影响。我们发现,大质量的次晕撞击可以产生盘加热、环、条、翘曲、不平衡以及盘中的螺旋结构。特别是,每当一个巨大的次晕穿过圆盘时,就会形成强烈的反向旋转单臂螺旋结构。这种单臂螺旋相对较快地卷起(在$1-2$陀螺仪上),并且通常随后是同向旋转的双臂螺旋结构,其发展和卷起都较慢。在我们的模拟中,在磁盘的自引力不是很强,这些螺旋结构被发现是运动学密度波。我们证明,有一个明确的联系,每个螺旋模式在光盘和一个给定的subhalo,造成它,并通过改变质量的subhalo,我们可以调制的螺旋强度。此外,我们发现,大多数的subhaloes与光盘的相互作用冲动,使subhaloes产生的螺旋强度是成比例的总扭矩,他们施加。我们的结论是,只有少数遇到大规模的subhaloes是足够的再生和维持螺旋结构的光盘在其整个生命周期。
2018-06-10 astro-ph.GA
The MOSDEF Survey: The Evolution of the Mass-Metallicity Relation from $z=0$ to $z\sim3.3$
我们研究星系气相金属丰度(O/H)的演变范围$z=0-3.3$使用的样本$\sim300$星系在$z\sim2.3$和$\sim150$星系在$z\sim3.3$从MOSDEF调查。该分析至关重要地利用$z\sim0$和$z>1$的不同金属丰度校准,以解释不断变化的ISM条件。我们发现在$z\sim2.3$和$z\sim3.3$的O/H和恒星质量($M_*$)之间存在显著的相关性。质量-金属丰度关系的低质量幂律斜率在$z=0-3.3$上是显著不变的,因此$\textrm{O/H}\propto M_*^{0.30}$在这个范围内的所有红移。在固定的$M_*$下,O/H随着红移的增加而减小,为dlog(O/H)/d $z=-0.11\pm0.02$。我们没有发现$M_*$、O/H和恒星形成率(SFR)之间的基本金属丰度关系演化为$z\sim3.3$的证据,在$z\sim2.3-3.3$的星系中,O/H平均在$M_*$和SFR匹配的本星系的0.04 dex以内。我们采用分析化学演化模型的银河系外流的质量和金属负载因子的限制。在固定的红移下,金属去除的效率向较低的$M_*$增加,在固定的$M_*$向较高的红移增加。这些模型表明,质量-金属丰度关系的斜率是由流出的金属负载因子与$M_*$的缩放,而不是由作为$M_*$的函数的气体分数的变化来设定的。随着红移的增加,在固定的$M_*$处朝向较…
2021-04-02 astro-ph.GA
The disc origin of the Milky Way bulge: Dissecting the chemo-morphological relations using N-body simulations and APOGEE
关于银河系(MW)核球中贫金属恒星星族的起源有一个长期的争论,两种主要的假设是这些恒星族要么是i)经典贫金属椭球体的一部分,要么是ii)与太阳附近化学定义的厚盘相同的恒星族。在这里,我们测试后一种情况下是否可以重现所观察到的MW凸起的化学性质。要做到这一点,我们比较了一个复合(薄+厚)恒星盘的N体模拟-它长期演变形成一个酒吧和一个方形/花生(b/p)凸起-从APOGEE DR 13的数据。这个模型中厚盘是大质量的,并且集中在中心,可以再现核球中富金属和贫金属恒星星族的形态,以及从APOGEE数据获得的平均金属丰度和[ $α$ /Fe]图。它还再现了隆凸金属丰度分布函数(BMT)在经度和纬度上的趋势。此外,我们表明,该模型预测小,但可测量的方位角金属丰度的变化,由于在酒吧的薄,厚光盘的差分映射在内部光盘。因此,我们看到,MW核球中恒星星族的化学形态关系,可以通过将内部MW的薄盘和厚盘映射到b/p中而自然地再现。
2018-05-08 astro-ph.GA
Dissecting Nearby Galaxies with piXedfit: I. Spatially Resolved Properties of Stars, Dust, and Gas as Revealed by Panchromatic SED Fitting
我们研究了十个邻近的旋涡星系中恒星、尘埃和气体的空间分辨特性(在$\sim 1-2$ kpc的空间尺度上,至少在$3$有效半径范围内)。通过拟合从远紫外到远红外的20多个光度波段的空间分辨光谱能量分布(SED),得到了恒星星族和尘埃的性质。我们新开发的软件piXedfit进行点扩散函数匹配的图像,像素合并,和模型的恒星光,尘埃衰减,尘埃排放,并通过能量平衡的方法同时从一个尘埃环加热的活动星系核的排放。通过这种自洽分析,我们提出了空间分辨版本的IRX- $β$关系,发现它是一致的关系,从集成测光。我们发现,旧的恒星星族有助于尘埃加热,这导致高估的恒星形成率(SFR)来自总的紫外和红外光度的kpc尺度。利用存档的高分辨率原子和分子气体图,我们研究了恒星星族(包括恒星质量、年龄、金属丰度和SFR)、尘埃(包括尘埃质量、尘埃温度和多环芳烃丰度)、气体以及尘埃-恒星质量和尘埃-气体质量比的径向变化。我们观察到的分子气体的质量分数在大多数星系的中心区域的耗尽,这表明,缺乏可用的燃料是一个重要的因素,在抑制特定的SFR的中心。
2021-12-14 astro-ph.GA
The MOSDEF Survey: Kinematic and Structural Evolution of Star-Forming Galaxies at $1.4\leq z\leq 3.8$
我们提出了电离气体运动学的681个星系在$z\sim 1.4-3.8$从MOSFIRE深演化场调查,测量模型,占随机星系狭缝错位与结构参数来自坎德尔哈勃太空望远镜(HST)成像。动力学和尺寸用于推导动力学质量。重子质量是根据恒星质量和由尘埃修正的恒星形成率(SFR)和肯尼库特-施密特关系推断的气体质量估算的。我们测量了105个星系的旋转。对于其余的576个星系,我们使用模型的基础上HST成像结构参数与综合速度色散和重子质量的统计约束的中位数比的内在有序无序运动,$V/σ_{V,0}$。我们发现,$V/σ_{V,0}$的增加与恒星质量的增加和减少比SFR(sSFR)。这些趋势可能反映了边缘盘稳定性,其中具有较高气体分数的系统具有较厚的盘。对于检测到旋转的星系,我们评估它们的运动学和质量,sSFR和重子表面密度($Σ_{\mathrm{bar},e}$)之间的趋势。固有色散与$Σ_{\mathrm{bar},e}$相关性最大,速度与质量相关性最大。通过比较星系的动力学质量和重子质量,我们发现处于$z\sim 1.4-3.8$的星系在其有效半径($R_E$)内是重子占优的,Mdyn/Mbaryon随时间增加。在$R_E$,$f_{\mathrm{bar}}$,推断重子分数随着时间的推移而减少,即使在固定的质量,大小,或表面密度。在固定的红移下,$f_{\mathrm{bar}}$似乎不随…
2020-03-16 astro-ph.CO astro-ph.GA
Multi-line observations of CH$_{3}$OH, c-C$_{3}$H$_{2}$ and HNCO towards L1544: Dissecting the core structure with chemical differentiation
星前核是恒星和恒星系统形成的基本单位。星前核心的物理和化学结构的解剖对于理解恒星形成过程至关重要。L1544是一个典型的前星核,它在尘埃峰周围显示出明显的化学差异。我们的目标是限制在不同的分子发射峰的物理条件。这项研究使我们能够比较从化学模型预测的丰度分布与经典的密度结构的Bonnor-Ebert(BE)球。我们利用IRAM 30 m望远镜对CH $_{3}$ OH、c-C $_{3}$ H $_{2}$和HNCO进行了多跃迁定点观测,观测方向为尘埃峰和L1544的相应分子峰。通过非LTE辐射传输计算和一维模型,我们重新审视了L1544的物理结构,并以当前化学模型的丰度分布为基准。我们发现L1544中的HNCO、c-C $_{3}$ H $_{2}$和CH $_{3}$ OH谱线跟踪密度逐渐变高的气体,从$\sim$ 10 $^{4}$到几倍于10 $^{5}$ cm $^{-3}$。特别地,我们发现,产生所观察到的CH $_{3}$ OH线的强度和比率,需要在BE球上的局部气体密度增强。这表明,早期核的物理结构可能不一定遵循局部气体密度剖面的平稳下降,但可以被重力中心周围的星团子结构所拦截。来自不同分子种类的分子谱线的多重跃迁可以提供星前核密度结构的断层图像。偏离BE球的局部气体密度增强可能反映了出现不对称的吸积流的影响,并在大尺度云结构的交汇点增强。
2022-05-19 astro-ph.GA
Dissecting the microphysics behind the metallicity-dependence of massive stars radii
了解大质量恒星在整个演化过程中的半径对于回答恒星物理学的许多问题非常重要,从主序星上的双星相互作用到超新星爆发前的半径。决定恒星半径的一个重要因素是比氦重的元素在其质量中所占的比例(金属丰度,$Z$)。然而,金属丰度通过几个不同的微物理过程进入恒星演化,并且在整个恒星演化过程中占主导地位的金属丰度可以改变,并且总体量值为$Z$。我们进行了一系列的数值实验与15 M $_{\odot}$ MESA模型计算分别加倍的金属进入辐射不透明度,状态方程,和核反应网络隔离的影响,每个恒星半径。我们分别探讨围绕两个金属丰度值的模型:一个太阳附近的$Z=0.02$和另一个太阳下的$Z\sim10^{-3}$,并考虑几个关键时期,从主序结束核心碳耗尽。我们发现,进入不透明度的金属丰度占主导地位,在大多数时代的太阳金属丰度模型,平均$\sim$ 60 - 90%的恒星半径的总变化。在太阳下$Z$模型中,核反应在大多数时期都有较大的影响($\sim$ 50 - 70%)。这里介绍的方法可以更普遍地传播已知的微观物理误差到宏观物理观测值,包括恒星半径的不确定性。
2022-06-24 astro-ph.GA astro-ph.SR
Dissecting the stellar content of Leo I: a dwarf irregular caught in transition
狮子座I被认为是本星系群中最年轻的矮椭球体之一。它的孤立,延长的恒星形成历史(SFH),以及最近的近银河系通道(~1 Gyr ago)使Leo~I成为最有趣的邻近恒星系统之一。在这里,我们分析深测光哈勃空间望远镜的数据,通过颜色星等图拟合技术,研究其全球和径向分辨率SFH。我们发现,全球恒星形成增强狮子座I ~13,5.5,2.0,和1.0 Gyr前,之后,它基本上是淬火。在以前的作品集中在狮子座我的背景下,我们解释最古老和最年轻的被链接到一个早期的形成(幸存的再电离)和最新的perigalacticon通道(从dIrr到dSph的过渡),分别。我们清楚地发现了~5-6和~13 Gyr年龄的贫金属星([Fe/H]~ 2)的存在。我们推测,狮子座I中的这种贫金属人口可能与低质量系统(可能是超暗矮星)的合并有关。这一事件可能触发了恒星的形成(恒星形成的高峰期大约在5.5 Gyr前),并从LeoI的吸积系统中积累了古老的贫金属恒星。一些在此事件中诞生的恒星也会由低金属量的吸积气体形成(导致5-6 Gyr低金属量尾)。鉴于2.0 Gyr爆发的强度和范围,我们假设这种增强也可能有外部来源。尽管淬火的恒星形成约1 Gyr前(最有可能引起的冲压压力剥离与银河系晕在近心点),我们报告的恒星的存在,年轻的3亿至5亿年。我们还区分两个明确的空间区域:内部~190 pc呈现出均匀的恒星含量(在狮子座的气…
2020-12-14 astro-ph.GA
LEGA-C stellar populations scaling relations. II: Dissecting mass-complete archaeological trends and their evolution since z~0.7 with LEGA-C and SDSS
INAF-Osservatorio Astrofisico di Arcetri(意大利国家天体物理研究所阿切特里天文台);Sterrenkundig Observatorium Universiteit Gent(根特大学天文台);STAR Institute, Université de Liège(列日大学STAR研究所);Department of Physics and Astronomy and PITT PACC, University of Pittsburgh(匹兹堡大学物理与天文学系及PITT PACC);Dipartimento di Fisica, Università di Trento(特伦托大学物理系);Department of Astronomy, University of Michigan(密歇根大学天文学系)
研究z~0.7的552个星系如何影响光加权平均恒星年龄和金属含量,以及其与恒星质量或速度弥散的中位数趋势,揭示了不同群体的双峰特性及演化。
2025-11-14 astro-ph.GA
The MOSDEF Survey: The Metallicity Dependence of X-ray Binary Populations at $z\sim2$
人口合成模型预测,在低金属丰度环境中产生的高质量X射线双星(HMXB)人口应该更X射线发光,这一趋势得到了附近星系研究的支持。这一趋势可能是观测到的恒星形成率(SFR)的X射线光度($L_{\mathrm{X}}$)随红移增加的原因,这是由于在固定恒星质量下金属丰度($Z$)随红移而降低。为了验证这一假设,我们使用的样本79 $z\sim2$恒星形成星系的氧丰度测量的MOSDEF调查,其中获得的休息帧光谱的$\sim1500$星系在坎德尔领域在$1.37<z<3.80$。使用钱德拉数据从AEGIS-X深,深场北,深场南调查,我们堆叠的X射线数据在星系位置的红移和$Z$的箱子,因为星系太暗,无法单独检测。与以前的研究一致,我们的$z\sim2$星系样本的平均$L_{\mathrm{X}}$ /SFR的增强$\approx0.4-0.8$ dex相对于本地HMXB $L_{\mathrm{X}}$ -SFR标度关系。将我们的样本按$Z$分割,我们发现$L_{\mathrm{X}}$ /SFR和$Z$在97%的置信度下是反相关的。这种观察到的$Z$的HMXB为主的星系的依赖性是一致的本地$L_{\mathrm{X}}$ -SFR- $Z$关系和人口合成模型的一个子集。虽然由于低的X射线统计,所观察到的趋势的统计意义是弱的,这些结果构成了第一个直接证据连接的红移演变的$L_{\mathrm…
2019-09-18 astro-ph.GA astro-ph.HE
Stellar-mass black holes in young massive and open stellar clusters and their role in gravitational-wave generation III: dissecting black hole dynamics
稠密星团中的恒星遗迹黑洞(BH)是触发广义相对论性(GR)螺旋和双星黑洞(BBH)合并的自然环境,通过在这种环境中的动力学相遇,LISA和LIGO-Virgo可以探测到。在这项工作中,这种动力学相互作用的复杂性进行了探讨,利用现实的,自洽的,后牛顿,直接N-体演化模型的年轻的大规模和开放的星团。特别是,紧凑的子系统的配置,驱动集群内GR BBH聚结,跟踪飞行。这种方法揭示了疏散星团内的GR合并主要是通过涉及三重BH系统的混沌相互作用发生的。虽然不太常见,但这种合并也发生在高阶子系统中,如四元组和涉及非BH成员的子系统中;合并本身可以是BH-非BH,这些事件会留下电磁特征。在星团内部近距离的飞行相遇也可以使BBH和其他类型的双紧双星暂时成为后牛顿体;这样的双星可能会对LISA和PTA的GW背景做出贡献。这些计算,此外,建议疏散星团是潜在的主机,不仅分离BH-主序星双星,最近发现的球状星团NGC 3201,但也有各种各样的其他类型的残余-非残余双星,这是通过集群内的动力学相互作用组装,并有被发现的径向速度调查的前景。
2018-09-20 astro-ph.GA astro-ph.HE
Dissecting simulated disc galaxies II: the age-velocity relation
我们研究恒星年龄和垂直速度色散(年龄-速度关系,或AVR)在一个样本的7个模拟盘星系之间的关系。在我们的模拟中,年龄小于9 Gyr的恒星的AVR的形状强烈依赖于低红移的合并历史,即使是1:10 - 1:15的合并也能够在AVR中产生跳跃(尽管如果恒星年龄的误差在30%的数量级上,这些跳跃可能无法检测到)。对于具有低红移的静止历史的星系,我们发现垂直速度色散在8-9 Gyr的年龄段内平稳上升,遵循斜率为~0.5的幂律,类似于日内瓦-哥本哈根巡天在太阳附近观察到的。对于这些星系,我们表明,AVR的斜率不是在出生时留下的印记,而是随后加热的结果。相比之下,在我们所有的模拟中,最古老的恒星形成了一个显着不同的人口,具有高速色散。这些恒星通常在高红移的剧烈合并的湍流阶段中诞生,运动学上很热,也包括一些从卫星吸积的恒星。当包含年龄误差时,速度色散的最大值会大幅下降,这表明观测结果很容易错过这种跳跃,而目前的年龄测量精度很高。
2014-07-03 astro-ph.GA
Dissecting high-mass star-forming regions; tracing back their complex formation history
我们提出了近红外JHKs成像以及K波段多目标光谱的大质量恒星内容的W3主使用LUCI在LBT。通过W3主星的吸收线光谱确认了13颗OB星,发现了O 5V和B4 V之间的光谱类型,通过发射线光谱和近红外余光谱确认了3个大质量年轻天体。从我们的分光光度分析的大质量恒星和它们周围的HII地区的性质,我们得出的W3主的演化序列,我们发现的证据,年龄蔓延至少2-3百万年。虽然最大质量的恒星(IRS 2)已经演变,高质量的前主序星演化的迹象被发现的另一颗恒星(IRS N1),深深地嵌入在一个超紧凑的HII区域,在相应的HII区域观察到的不同的演化阶段。我们已经检测到OB星的光球从更发达的弥漫HII区域到更年轻的UCHII区域,这表明OB星已经完成了它们的形成,并非常快地清除了它们可能的星周盘。只有在超致密的HII区(IRS 5),早期型恒星仍然被星周物质所包围。
2011-07-01 astro-ph.GA
Dissecting stellar chemical abundance space with t-SNE
在工业银河天文学和多物体光谱恒星巡天的时代,现有恒星化学丰度的样本大小和数量已达到难以有效处理所有现有信息的规模。在本文中,我们演示了使用降维技术(t-分布随机邻居嵌入; t-SNE)分析恒星丰度空间分布。虽然这种技术的非参数非线性行为,很难估计的意义,发现丰度空间子结构,我们表明,我们的结果依赖于参数的选择很少,是强大的丰度误差。通过对高分辨率高信噪比太阳邻域HARPS-GTO样品的t-SNE重新分析,我们发现了高[ $α$ /Fe]盘序列和低[ $α$/Fe]盘序列的更清晰的化学分离,高[$α$/Fe]盘序列中存在多个星族的线索,以及高[ $α$ /Fe]盘序列的化学演化与超富金属星有关的迹象.我们还确定了一些化学奇特的恒星,其中一个高置信度的s过程增强丰度比对(HD 91345/HD 126681)非常相似的年龄和$v_X$和$v_Y$速度,我们建议有一个共同的出生起源,可能是一个矮星系。我们的研究结果表明,丰富的空间t-SNE和类似的化学标记研究与大型光谱调查的方法的潜力。
2018-08-28 astro-ph.GA astro-ph.SR
Exploring the Correlation between $\rm{H}α$-to-UV Ratio and Burstiness for Typical Star-forming Galaxies at $z\sim2$
本文利用MOSDEF巡天310个z~2恒星形成星系的多波段成像和Keck/LRIS光谱,检验Hα-紫外光度比与恒星形成爆发性的关系,发现高比值星系并未显著处于爆发状态,仅年龄略低且差异仅为2σ水平。
2023-09-19 astro-ph.GA