MIGHTEE: The evolving radio luminosity functions of star-forming galaxies to $z\sim 4.5$ and the cosmic history of star formation
University of Oxford（牛津大学）；UKRI STFC Rutherford Appleton Laboratory（英国研究与创新部STFC拉瑟福德阿普尔顿实验室）；University of the Western Cape（西开普大学）；Institute for Astronomy, University of Edinburgh（爱丁堡大学天文研究所）；Carnegie Observatories（卡内基观测站）；Rhodes University（罗德兹大学）
MIGHTEE研究了恒星形成星系到z≈4.5的无线电光度函数，通过深无线电观测确定了宇宙恒星形成史。
2026-01-21 astro-ph.GA
Cosmic star formation history with tomographic cosmic infrared background-galaxy cross-correlation
在这项工作中，我们探测宇宙的恒星形成的历史，利用层析交叉相关的宇宙红外背景（CIB）和星系样本。星系样本来自千度巡天（KiDS），而CIB地图则来自\planck \，即天空地图。我们在谐波空间中测量互相关，其显著性为43 $σ$。我们模拟的交叉相关性与晕模型，它将CIB各向异性的恒星形成率（SFR）和星系丰度。我们假设，SFR有一个对数正态依赖于晕质量，而星系丰度遵循晕占据分布（HOD）模型。互相关给出了$η_{\mathrm{max}}= 0.41^{+0.09}_{-0.14}$在晕质量$\log_{10}(M_{\mathrm{peak}}/M_{\odot})= {12.14\pm 0.36}$下的最佳拟合最大恒星形成效率。导出的恒星形成率密度（SFRD）被很好地约束到$z\sim 1.5$。在高红移的约束功率主要是由KiDS调查深度的限制。结合先前研究的外部SFRD测量值，得到$\log_{10}(M_{\mathrm{peak}}/M_{\odot})=12.42^{+0.35}_{-0.19}$。这将SFRD约束收紧到$z=4$，在$z=1.74^{+0.06}_{-0.02}$处产生$0.09_{-0.004}^{+0.003}\,M_{\odot} \mathrm { year }^{-1} \mathrm{Mpc}^{-3}$的峰值SFRD，对应于$10.05…
2022-11-18 astro-ph.CO astro-ph.GA
Constraints on cosmic star formation history via a new modeling of the radio luminosity function of star-forming galaxies
本研究基于 VLA COSMOS 3 GHz 的5900个恒星形成星系，采用全最大似然法比较 PLE 与 LADE 射电光度函数演化模型，证明密度演化不可或缺，并给出改进的高红移宇宙 SFRD 历史。
2024-01-22 astro-ph.GA
The VLA-COSMOS 3 GHz Large Project: The cosmic star formation history since z~5
我们利用卡尔·G. Jansky甚大阵（VLA）COSMOS在3 GHz的射电观测，以推断恒星形成星系的射电光度函数的红移高达z~5的基础上，约6000检测与可靠的光学同行。这是目前最大的无线电选择的样本，可在2平方度的面积上达到z~5，灵敏度为rms=2.3 ujy/波束。通过将射电光度函数的暗端和亮端形状固定到局域值，我们发现了一个强红移趋势，它可以用纯光度演化L~（1+z）^{（3.16 +-0.2）-（0.32 +-0.07）z}来拟合。我们估计恒星形成率（SFR）从我们的无线电光度使用红外（IR）无线电相关，是红移依赖。通过积分演化光度函数的参数拟合，我们计算了自z~5以来的宇宙SFR密度（SFRD）历史。我们的数据表明，SFRD历史峰值在2<z<3之间，并且在相同的红移范围内，超亮红外星系（ULIRG; 100 Msol/yr<SFR<1000 Msol/yr）对总SFRD的贡献高达25%。超亮红外星系（HyLIRGs; SFR>1000 Msol/yr）在整个观测到的红移范围内贡献了额外的<2%。我们发现了一个潜在的低估SFRD的基础上紫外（UV）的赖曼破裂星系（LBG）在高红移（z>4）在15- 20%的数量级，由于可观的恒星形成高度尘埃遮蔽的星系，这可能仍然在这样的紫外观测未被发现的休息框架的观测证据。
2017-03-30 astro-ph.GA
The star formation history of galaxies: the role of galaxy mass, morphology and environment
我们分析了恒星形成历史（SFH）的星系作为一个功能，今天的环境，星系恒星质量和形态。SFH是通过应用于WINGS星系团和PM2 GC场中z ~ 0.04- 0.1的单个星系的非参数分光光度模型导出的。恒星形成率密度（SFRD）的场重建演化遵循在每个红移处观察到的值（Madau & Dickinson 2014），除了在z > 2处，我们的估计比高z观测值高出约1.7倍。SFRD随时间下降的斜率从低质量到高质量晕逐渐变陡。自z = 2以来，SFRD的减少是由于1）淬火-场中50%的SFRD和z > 2的星系团中75%的SFRD起源于今天的被动星系-以及2）今天恒星形成星系的平均SFR随时间而减少的事实。我们量化的贡献SFRD（z）的星系今天的不同质量和形态。当前的形态与当前的恒星形成活动相关，但与过去的恒星历史无关。平均SFH取决于星系质量，但给定质量的星系根据其环境有不同的历史。我们的结论是，SFRD（z）与环境的变化是不是由不同的星系团和字段中的星系质量和形态的分布驱动，必须是由于加速形成高质量的晕相比，低质量的，即使是星系，最终将有相同的星系质量今天。
2015-06-29 astro-ph.CO astro-ph.GA
Legacy of star formation in the pre-reionization universe
我们利用GIZMO，再加上新开发的子网格模型的人口~III（Pop~III）和人口~II（Pop~II），研究在再电离前宇宙的恒星形成的遗产。我们发现，Pop~II恒星形成率密度（SFRD），在我们的模拟（$\sim 10^{-2}\ \Msun{\rm yr^{-1}\, Mpc^{-3}}$在$z\simeq 10$），匹配的总SFRD从$<2$在$7\lesssim z \lesssim10$的一个因素内的观测推断。然而，Pop~III SFRD通过$z\approx10$在$\sim10^{-3}\ \Msun{\rm yr^{-1}\, Mpc^{-3}}$处达到平台，基本上不受Pop~II反馈的存在的影响。当$z$ =7.5时，Pop~III星形成的$\sim 20\%$发生在从未经历过任何Pop~II星形成的孤立晕（即原始晕）中。我们预测只有Pop~ III星系存在于$M_{\rm UV}\gtrsim -11$等，超出了{ \it詹姆斯韦伯太空望远镜（JWST）}直接探测的极限。我们评估，我们的恒星质量函数（SMF）和紫外光度函数（UVLF）同意与$z=8$和$10$观测到的低质量/暗端行为。然而，超出电流限制幅度，我们发现，我们的SMF和UVLF都表现出偏离/营业额从预期的幂律斜率（$M_{\rm UV,turn}= -13.4\pm1.1$在$z$ =10）。当…
2019-06-01 astro-ph.GA
Search for H$α$ Emitters at $z\sim7.8$: A Constraint on the H$α$-based Star Formation Rate Density
我们在$z\sim7.8$的哈勃前沿场计划中观察到的四个引力透镜场中寻找H $α$发射体。我们利用Lyman break方法选择目标红移的星系，在{ \it Spitzer}/IRAC 5.8 $μ$ m波段进行测光，探测候选星系的H $α$辐射。我们发现没有显着的检测对应的IRAC 5.8 $μ$ m波段，这给出了一个约束H $α$光度函数（LF）在$z\sim7.8$。利用H $α$光度和恒星形成率之间的相关性，我们将该约束条件与以前关于静止帧UV和FIR观测的研究进行了比较。此外，我们将H $α$ LF上的约束转换为上限的恒星形成率密度（SFRD）在这个时代假设LF的形状。我们研究两种类型的LF参数化，并获得一个上限的SFRD的$\log_{10}(ρ_{\rm SFR}\ [M_\odot\ \mathrm{yr^{-1}\ Mpc^{-3}}])\lesssim-1.1$在$z\sim7.8$。在SFRD的约束下，我们对再电离时期的恒星形成活动进行了独立的研究，包括尘埃遮蔽和未遮蔽的恒星形成。
2021-11-02 astro-ph.GA
Illuminating the dark side of cosmic star formation two billion years after the Big Bang
星系是如何以及何时形成并聚集它们的恒星和恒星质量的？这些问题对于天体物理学和宇宙学至关重要，其答案需要完全重建所谓的宇宙恒星形成率密度（SFRD），即宇宙每单位体积的平均恒星形成率的演化。虽然SFRD已经可靠地追溯到100亿至110亿年前，但它的演化在早期宇宙时代仍然受到很大的限制，它的估计主要是基于在紫外线下发光的星系和低尘埃遮蔽。这种有限的知识很大程度上是由于缺乏对早期宇宙中所有类型的恒星形成星系的公正普查。我们提出了一种新的方法来寻找尘埃遮蔽的恒星形成星系的基础上，他们在无线电波长的发射加上缺乏光学同行。在这里，我们提出了一个样本的197个星系选择这种方法。这些系统在以前的光学和近红外波段的观测中被遗漏，其中22个系统的红移非常高（即z > 4.5）。这些难以捉摸的系统对SFRD的贡献是巨大的，可以高达40%的先前已知的基于UV发光星系的SFRD。在大爆炸后的头20亿年里，仅仅是这些被严重遮蔽的星系的存在就为研究星系形成和演化的早期阶段开辟了新的途径，并为理解这些系统与在后来的宇宙时代停止恒星形成的大质量星系之间的联系开辟了新的途径。
2020-12-28 astro-ph.CO astro-ph.GA
Star formation history, dust attenuation and extragalactic background light
在任何一个特定的时期，河外背景光（EBL）都携带着宇宙中恒星形成活动的印记，直到那个时期。另一方面，为了估计EBL，当直接观测是不可能的，人们需要一个准确的估计的恒星形成率密度（SFRD）和尘埃衰减（$A_ν$）的星系。在这里，我们提出了一个“渐进的拟合方法”，确定全球平均SFRD（$z$）和$A_ν(z)$任何给定的消光曲线，通过使用可用的多波长多历元星系光度函数测量。利用现有的观测资料，我们确定了SFRD（$z$）和$A_ν(z)$的最佳拟合组合，以一种简单的拟合形式，最高可达$z\sim8$。我们发现，无论使用的消光曲线，$z$在SFRD（$z$）峰值高于$z$以上的$A_ν(z)$开始下降。对于每一种情况下，我们计算EBL从紫外线到远红外线和光学深度（$τ_γ$）遇到的高能量$γ$ -射线由于对生产碰撞后，这些EBL光子。我们比较这些与本地EBL，$γ$ -射线视界和$τ_γ$测量使用费米LAT的测量。所有这些以及文献中独立的SFRD（$z$）和$A_ν(z)$测量结果与我们的预测结果的比较，都支持与大麦云超壳层相似的消光曲线。
2015-03-02 astro-ph.CO astro-ph.GA
Cosmic Star-Formation History Measured at 1.4 GHz
我们匹配的1.4 GHz的恒星形成星系（SFG）和活动星系核的本地光度函数的1.4 GHz差分源计数从$0.25 \ μ\mathrm{Jy}$到25 Jy使用光度和密度演化的组合。我们提出了最强大和完整的本地远红外（FIR）/无线电光度的相关性到目前为止，在体积有限的样本$\approx 4.3 \times 10^3$附近的SFG，发现它是非常紧密的，但明显的次线性：$L_\mathrm{FIR} \propto L_\mathrm{1.4\,GHz}^{0.85}$。如果局部FIR/射电相关不演化，SFG的演化1.4 GHz光度函数产生演化的恒星形成率密度（SFRD）（$ψ(M_\odot \ \mathrm{year}^{-1} \ \mathrm{Mpc}^{-3}$）作为大爆炸以来时间的函数。在1.4 GHz处测量的SFRD在早期快速增长，当$t \approx 3 \ \mathrm{Gyr}$和$z \approx 2$时在“宇宙正午”达到峰值，随后以$e$折叠时间尺度$τ= 3.2 \ \mathrm{Gyr}$衰减。这种演变是类似的，但有点强于，SFRD演变估计从UV和FIR数据。
2021-04-23 astro-ph.CO astro-ph.GA
The Cosmic Evolution of Magnesium Isotopes
镁在星际介质中的丰度是宇宙学时间尺度上恒星形成过程的有力探测器。镁有三种稳定的同位素24 Mg、25 Mg、26 Mg，它们在质量为2 ~ 8 M_ \odot的大质量和中等质量恒星中都能产生。在这项工作中，我们使用对宇宙恒星形成率密度（SFRD）的约束，并使用观测到的同位素比探索中等质量恒星的作用和质量范围。我们比较了几种模型的恒星核合成与金属依赖的产量，也考虑了旋转的影响，产量大质量的恒星和其后果上的Mg同位素的演变。我们使用了一个宇宙演化模型，该模型更新了新的观测SFRD数据和来自2018年普朗克合作测定的新再电离约束。我们发现24 Mg主要来自大质量恒星，而25 Mg和26 Mg则来自中等质量恒星。为了适应镁同位素比值的观测数据，一个额外的中间质量SFRD组件是首选。此外，当IM质量的范围向更高质量（5-8 M_ \odot）变窄时，模型和数据之间的一致性进一步提高。虽然一些旋转也改善了数据的拟合，但我们可以排除所有恒星由于过量产生26 Mg而具有高旋转速度的情况。
2018-09-27 astro-ph.CO astro-ph.GA
Observational Evidence For Constant Gas Accretion Rate Since z = 5
恒星形成率密度（SFRD）在整个宇宙历史中并不是恒定的。恒星形成的速度极大地影响着宇宙的演化，但驱动SFRD演化的因素仍然不确定。必须有足够数量的气体来为恒星的形成提供燃料，无论是作为星系内的储备，还是作为星系际介质（IGM）的流入。这项工作探讨了气体吸积率如何随着时间的推移影响星系的恒星形成率。提出了一种测量宇宙气体吸积率的新方法。这涉及到比较可用的Hi和H2气体的共动密度和不同红移的现有恒星的密度。我们约束气体吸积直到z = 5，我们发现，气体吸积率密度（GARD）是相对恒定的范围内，从z = 5到z = 0。GARD中的这种恒定性没有被SFRD反映出来，SFRD在z = 1.0和z = 0之间显著下降。这项工作表明，下降不是由于GARD的减少。
2017-07-27 astro-ph.GA
Estimating the local star formation rate density from ASKAP RACS
The University of Melbourne（墨尔本大学）；Commonwealth Scientific and Industrial Research Organisation (CSIRO)（联邦科学与工业研究组织）；The University of Western Australia（西澳大学）
本研究提出一种基于监督机器学习的方法，利用ASKAP RACS数据识别恒星形成星系，估算出局域z<0.1的恒星形成率密度，为未来深巡天研究宇宙恒星形成率演化提供了可行方案。
2026-08-12 astro-ph.GA
The effect of the environment-dependent IMF on the formation and metallicities of stars over the cosmic history
最近的观测和理论研究表明，恒星初始质量函数（IMF）随环境（恒星形成率- SFR，金属丰度）而系统地变化。虽然货币基金组织对这些性质的确切依赖可能会随着观测限制的改善而改变，但报告的货币基金组织形状的趋势似乎很强劲。我们提出的第一个研究，旨在评估的影响，IMF的变化对测量的宇宙SFR密度（SFRD）的金属丰度和红移的函数，$f_{\rm SFR}$（Z，z）。在不同的IMF假设下，我们还研究了白矮星、中子星和黑洞祖先星的期望数目和金属丰度。应用综合星系IMF（IGIMF）理论描述的经验驱动的IMF变化，我们校正了Chruslinska & Nelemans（2019）获得的$f_{\rm SFR}$（Z，z），并发现在高红移时SFRD较低，以及形成的贫金属恒星比例较高。在局域宇宙中，我们应用IGIMF理论的计算表明，与通用IMF方案相比，更多的白矮星和中子星祖先，而黑洞祖先的数量不受影响。
2020-02-25 astro-ph.GA
The UV and Ly$α$ Luminosity Functions of galaxies and the Star Formation Rate Density at the end of HI reionization from the VIMOS Ultra-Deep Survey (VUDS)
我们建立了一个强大的统计描述的恒星形成星系人口结束宇宙HI再电离（$5.0\le{}z\le6.6$）从一个大样本的52个星系光谱确认红移的VIMOS超深调查。我们确定星系与赖氨酸$α$在吸收或发射，在与大多数光谱样品在文献中，赖氨酸$α$发射器占主导地位的差异。我们发现，在这些红移的恒星形成星系分布在恒星质量与SFR平面的主要序列。我们报告了sSFR（z）在3<z<6中的平坦演化，与较低的红移测量相比。紫外连续谱斜率随光度而变化，色散很大。我们用V $_{max}$方法确定了紫外和Ly $α$光度函数，并利用它们导出了恒星形成率密度（SFRD）。我们发现，紫外衍生和LY $α$衍生SFRD在IGM吸收校正后的LY $α$光度密度是非常一致的。我们在平均红移z=5.6的新SFRD测量证实了SFRD在z>2时的急剧下降。亮端的Ly $α$光度函数有一个高的数密度，表明一个显着的恒星形成活动集中在最明亮的Ly $α$发射体（LAE）在这些红移。EW> 25 μ m ~ 2的LAE约占总UV源SFRD的75%。虽然我们的分析支持5.0<z<6.6的低尘埃含量，但在未来调查将光谱扩展到近红外静止帧光谱域之前，尘埃消光校正和光谱拟合中相关简并的不确定性将仍然是估计总SFRD的问题，例如JWST。
2019-03-05 astro-ph.CO astro-ph.GA
A multi-wavelength de-blended Herschel view of the statistical properties of dusty star-forming galaxies across cosmic time
我们的目标是研究尘埃恒星形成星系的统计特性，如它们的数量计数，光度函数（LF）和尘埃遮蔽的恒星形成率密度（SFRD）。我们在COSMOS领域使用最先进的去混合Herschel目录，通过结合贝叶斯源提取工具XID+和光谱能量分布的信息先验来生成，以测量远红外（FIR）和亚毫米（sub-mm）波长的数量计数和LF。得益于我们的去混淆技术和深度多波长测光，我们能够实现更精确的测量，同时探测比混淆极限低十倍。我们在250微米处的计数与以前的Herschel研究一致。然而，我们在350和500微米的计数大大低于以前的赫歇尔结果。这是由于以前的研究遭受源混淆，这使得波长更长。我们在450和870微米的计数显示出与以前的单碟和干涉观测结果非常一致。我们的单色LF和总IR LF的测量与以前的结果吻合得很好。我们测量的增加的动态范围使我们能够更好地测量LF的弱端斜率，并测量z~6的灰尘遮挡的SFRD。我们发现，尘埃遮蔽恒星形成活动的比例在z~1附近达到最高，然后向低和高红移方向降低。我们没有发现宇宙恒星形成历史中z~3和z~4之间的平衡从高红移的无遮蔽恒星形成为主到低红移的遮蔽恒星形成为主的变化。然而，我们确实发现3<z<4是一个有趣的过渡期，因为在较高的红移下，被尘埃遮蔽的总SFRD的比例显着降低。
2019-02-25 astro-ph.GA
The UV Luminosity Function of Protocluster Galaxies at $z\sim4$: the Bright-end Excess and the Enhanced Star Formation Rate Density
本文报道了斯巴鲁战略计划中选取的$z\sim4$的177个原星系团候选者（PC UVLF）中$g$ -dropout星系的静止坐标系紫外光度函数。与相同红移的场星系的UVLF相比，我们发现PC的UVLF向亮端有明显的过量。这种过剩不能仅仅用活动星系核的贡献来解释，我们还发现，这在更高密度的区域更显着。假设所有的原星团成员都位于恒星形成主序星上，则PC UVLF可以转换成恒星质量函数。因此，我们的原星系团成员被推断有一个2.8倍以上的大质量的特征恒星质量比场莱曼break星系在相同的红移。这项研究第一次清楚地表明，在过密区域的恒星形成或恒星质量的增强通常可以早在$z\sim4$看到。我们还估计恒星形成率密度（SFRD）在原星系团区域的宇宙SFRD的$\simeq 6-20\%$，根据测量的PC UVLF后，在我们的原星系团样本中的选择不完整性校正。这个高值表明，原星系团在$z\sim4$的宇宙SFRD做出了不可忽视的贡献，正如以前的模拟所表明的那样。我们的研究结果表明，原星系团是在$z\sim4$星系演化的重要组成部分。
2020-07-06 astro-ph.GA
Bulgeless galaxies in the COSMOS field: environment and star formation evolution at $z < 1$
结合COSMOS领域的星系形态目录和HiZELS巡天的红移$z=0.4$和$z=0.84$的H $α$发射体样本，我们选择了两个时期的$\sim$ 220恒星形成无球系统（Sérsic指数$n \leq 1.5$）。我们提出了它们的恒星形成特性，并研究了它们对$z < 1$的恒星形成率函数（SFRF）和全球恒星形成率密度（SFRD）的贡献。为了比较，我们还分析了H $α$发射器与更多的结构演变的形态，我们分为两类，根据其Sérsic指数$n$：中间（$ 1.5 < n \leq 3 $）和凸起为主（$n > 3$）。在这两个红移的SFRF是占主导地位的无球星系的贡献，我们表明，它们占60%以上的宇宙SFRD在$z < 1$。SFRD随红移的减小在三种形态类型中是共同的，但在以膨胀为主的系统中更强。恒星形成的无球星系大多位于低到中等星系密度（$Σ\sim 1 - 4$ Mpc $^{-2}$）的区域，典型的类场和类磁场环境，它们的特定恒星形成率（sSFR）似乎并不随当地星系密度而强烈变化。在我们的样本中，只有少数无球星系具有高质量（sSFR $>$ 10 $^{-9}$ YR $^{-1}$），这些主要是低质量系统。高于$M_* \sim 10^{10}$ M的$_{\odot}$，无凸起的以“正常”速率进化（10 $^{-9}$ yr $^{-1} <$ sSFR $<$ 10 $…
2017-11-29 astro-ph.GA
The cosmic evolution of the spatially-resolved star formation rate and stellar mass of the CALIFA survey
我们调查宇宙演化的绝对和特定的恒星形成率（SFR，sSFR）的星系来自空间分辨研究的恒星星族在一组366个附近的星系从CALIFA调查。分析结合GALEX和SDSS图像与4000 break，H_beta和[MgFe]指数测量的数据管，约束参数模型的SFH，然后被用来研究宇宙演化的恒星形成率密度（SFRD），sSFR，恒星形成的主要序列（MSSF）和恒星质量密度（SMD）。延迟τ模型，提供了最好的结果，在良好的协议，从宇宙学调查获得的。我们从这个模型中得到的主要结果是：a）从恒星形成开始的时间在内部区域比在外部区域大，而τ在内部区域比在外部区域相似或更小。b）sSFR随着宇宙的演化而迅速下降，早期星系比晚期星系快，星系内部比外部区域快。（3）SFRD和SMD与宇宙学巡天的结果符合得很好。在z< 0.5时，大部分恒星形成发生在晚期旋涡星系的外部区域，而在z>2时，当前E和S 0的祖先星系的内部区域是SFRD的主要贡献者。d）星系的内部区域是z> 0.5时SMD的主要贡献者，其质量增长速度比外部区域快，内部和外部区域在50%SMD时的回望时间分别为9和6 Gyr。e）MSSF在高红移处遵循幂律，斜率随时间变化，但总是次线性的。f）与不同红移下的星系巡天观测结果一致，CALIFA星系的平均SFH表明星系的质量主要以延迟τ模型表示的模式增长，峰值在z~2，e折叠时间为3.9 Gyr。
2018-02-27 astro-ph.GA
Evolution of the H$β$+[OIII] and [OII] luminosity functions and the [OII] star-formation history of the Universe up to $z$ ~ 5 from HiZELS
利用高{ \it z}发射谱线巡天（HiZELS）的数据，我们研究了H $β$ +[OIII]和[OII]光度函数从$z \sim 0.8$到$\sim5$的演化.这是第一次，H $β$ +[OIII]和[OII]的光度函数已被研究在这些红移的自洽分析。这也是在这个红移范围内最大的[OII]和H $β$ +[OIII]发射体（分别为3475和3298发射体）的样本，在两个独立的体积（COSMOS和UDS）中具有大的共同移动体积$\sim 1 \times 10^6$ Mpc $^{-3}$，大大降低了宇宙方差的影响。发射体的选择是通过光度红移和颜色-颜色选择的组合，以及光谱跟踪，包括最近使用凯克望远镜上的DEIMOS和MOSFIRE以及斯巴鲁上的FMOS进行的光谱观测。我们发现对于H $β$ +[OIII]和[OII]发射体，$L_\star$强烈增加，而$ϕ_\star$减少。我们推导了自$z\sim5$以来宇宙的[OII]恒星形成历史，发现宇宙SFRD从$z \sim 5$上升到$\sim 3$，然后下降到$z \sim 0$。我们还发现，我们的恒星形成的历史是能够再现的恒星质量密度的演变$z\sim 5$仅基于一个单一的示踪剂的恒星形成。当比较H $β$ +[OIII] SFRD与文献中的[OII]和H $α$ SFRD测量值时，我们发现有一个显著的一致性，表明H $β$ +…
2015-07-13 astro-ph.GA
The ALMA REBELS Survey: The Dust-obscured Cosmic Star Formation Rate Density at Redshift 7
宇宙尘埃是塑造星系演化及其观测特征的重要组成部分。尘埃在早期宇宙中积累的速度有多快仍然是一个悬而未决的问题，需要在（亚）毫米波长下进行深入观测才能解决。在这里，我们使用阿塔卡马大型毫米阵列观测45个星系的再电离时代明亮发射线调查（REBELS）及其试点计划，旨在针对[CII]和尘埃排放的紫外选择星系在$z\sim7$，调查的尘埃含量高红移星系通过堆叠分析。我们发现，遮蔽恒星形成的典型分数$f_\mathrm{obs} = \mathrm{SFR}_\mathrm{IR} / \mathrm{SFR}_\mathrm{UV + IR}$取决于恒星质量，类似于在较低的红移观察到的，和范围从$f_\mathrm{obs} \approx 0.3 - 0.6$与$\log_{10}\left(M_\star / M_\odot\right) = 9.4 - 10.4$星系。我们进一步采用文献中的$z\sim7$恒星质量函数，从REBELS巡天数据中提取了被遮蔽的宇宙恒星形成率密度（SFRD）。我们的研究结果表明，在$3\lesssim z \lesssim 7$之间的SFRD只有适度的减少，在$z\sim7$，尘埃遮蔽的恒星形成仍然贡献了$\sim30\%$。虽然我们广泛地讨论了潜在的警告，我们的分析强调了尘埃遮蔽的恒星形成的持续重要性，甚至进入了再电离时代。
2022-11-09 astro-ph.GA
MEGA and SMILES Find Fewer Dusty Galaxies than Expected at Cosmic Noon
University of Kansas（堪萨斯大学）；Texas A&M University（德克萨斯农工大学）；NASA Goddard Space Flight Center（美国国家航空航天局戈达德太空飞行中心）；The University of Texas at Austin（得克萨斯大学奥斯汀分校）；Colby College（科尔比学院）；Rochester Institute of Technology（罗切斯特理工学院）
利用JWST MIRI观测数据，直接测量7.7μm PAH特征，构建红外光度函数，发现暗端显著平坦化，表明低光度星系尘埃遮蔽恒星形成少于预期。
2026-06-17 astro-ph.GA
The JADES Transient Survey III: Linking Core-Collapse Supernova Rates to Cosmic Star Formation
University of Turku（图尔库大学）；European University Cyprus（塞浦路斯欧洲大学）；University of Arizona（亚利桑那大学）；Space Telescope Science Institute（太空望远镜科学研究所）；Université de Genève（日内瓦大学）；Gravitational Wave Science Center (GWSC)（引力波科学中心）；The Johns Hopkins University（约翰斯·霍普金斯大学）
研究0≤z≤5内CCSN率与SFRD的关系，利用JADES瞬态调查结果和已发表CCSN率，通过约束CCSN产生效率，探讨其与IMF及CCSN前身质量范围的联系，发现相关规律并重建宇宙恒星形成历史，还揭示了遗漏超新星比例的变化情况。
2026-07-15 astro-ph.GA astro-ph.HE astro-ph.SR
The hidden side of cosmic star formation at z > 3: Bridging optically-dark and Lyman break galaxies with GOODS-ALMA
我们目前对z>3的宇宙恒星形成历史的理解主要是基于紫外线选择的星系（即，LBG）。最近对H-缺失的研究表明，我们可能错过了z>3的大质量星系中发生的大部分恒星形成。在这项工作中，我们将H-脱落标准扩展到较低质量，以选择光学暗/暗星系（OFGs），以完成LBG和H-脱落之间的普查。我们的标准（H> 26.5等& [4.5] < 25等）与去混合技术相结合，不仅可以选择非常尘埃遮蔽的大质量星系，而且可以选择正常的恒星形成星系。在GOODS-ALMA场中，我们总共识别出27个z_phot > 3（z_med=4.1）的OFG，覆盖了log（$M_{\star}$ / $M_{\odot}$）= 9.4-11.1的恒星质量的广泛分布。我们发现，高达75%的OFG与log（$M_{\star}$ / $M_{\odot}$）= 9.5-10.5被忽略了以前的LBG和H-退出选择技术。在进行叠加分析后，OFG表现出较短的气体耗尽时间尺度，略低的气体分数，和较低的尘埃温度比典型的恒星形成星系。它们的SFR_tot（SFR_ IR+SFR_UV）远大于SFR_UVcorr（经尘埃消光校正），SFR_tot/SFR_UVcorr = $8\pm1$，表明在OFG中存在隐藏的尘埃区域，吸收所有的UV光子。用圆形高斯模型拟合得到的平均粒径为R_e（1.13 mm）=1.01 $\pm$ 0.05 kpc…
2023-02-10 astro-ph.GA
A Global Semi-Analytic Model of the First Stars and Galaxies Including Dark Matter Halo Merger Histories
本文构建纳入 Monte Carlo 暗物质晕并合树的高红移第一代恒星与星系半解析模型，校准最小成星晕质量，并评估质量离散、LW反馈及有限模拟体积对 SFRD 的影响。
2023-12-04 astro-ph.CO astro-ph.GA
The cosmological star formation history from the Local Cosmological Volume of galaxies and constraints on the matter homogeneity
本研究通过重构局域宇宙学体积内星系的恒星形成历史，发现其与Lilly-Madau图的全局恒星形成率密度演化存在显著差异，暗示该图峰值可能是大尺度物质不均匀性的印记。
2023-07-19 astro-ph.CO astro-ph.GA
The first GLIMPSE of the faint galaxy population at Cosmic Dawn with JWST: The evolution of the ultraviolet luminosity function across z~9-15
Institut d’Astrophysique de Paris, CNRS, Sorbonne Université（巴黎天体物理研究所，法国国家科学研究中心，索邦大学）；Ben-Gurion University of the Negev（内盖夫本-古里安大学）；The University of Texas at Austin（德克萨斯大学奥斯汀分校）；Cosmic Frontier Center, The University of Texas at Austin（德克萨斯大学奥斯汀分校宇宙前沿中心）；Universite Claude Bernard Lyon 1, CRAL UMR5574, ENS de Lyon, CNRS（里昂第一大学克劳德·贝尔纳大学，CRAL UMR5574，里昂高等师范学校，法国国家科学研究中心）；Stockholm University（斯德哥尔摩大学）
利用JWST的GLIMPSE调查，研究了z~9-15红移范围内紫外光度函数的演化，发现极暗端斜率变化较小，且恒星形成率密度的演化斜率显著低于理论预测。
2025-09-29 astro-ph.GA
A$^3$COSMOS: Measuring the cosmic dust-attenuated star formation rate density at $4 < z < 5$
本文利用 COSMOS 最深数据与 ALMA 叠加观测，测量了 $4<z<5$ 恒星形成星系的尘埃消光性质，约束了 IRX--$\beta_{\rm UV}$、IRX--$M_\ast$ 和 SFR--$M_\ast$ 关系，并推断了该时期宇宙恒星形成率密度及其被尘埃消光的比例。
2024-05-28 astro-ph.CO astro-ph.GA
Self-consistent Semi-analytic Modeling of Feedback During Primordial Star Formation and Reionization
我们提出了一个新的半解析模型的第一批恒星的形成。我们的方法需要暗物质晕合并树（包括3维空间信息）从宇宙学N体模拟作为输入，并应用解析处方计算人口III（流行III）和金属富集的恒星形成历史。我们已经开发了一种新的方法来准确地计算影响Pop III恒星形成的主要反馈过程：H $_2$从莱曼-沃纳（LW）辐射的光解离，抑制恒星形成由于不均匀的再电离，和通过超新星风的金属富集。我们的方法利用基于网格的方法，依靠快速傅立叶变换（FFT），以快速跟踪整个模拟框中的三维LW强度，电离分数和金属丰度。我们提出了广泛的天体物理模型参数的模拟从$z\approx 30-6$。最初的远程LW反馈和本地金属富集和再电离反馈占主导地位。然而，对于$z \lesssim 15$，我们发现Pop III型恒星的恒星形成率密度（SFRD）受到外部金属富集（来自一个晕的金属污染其他原始晕）和不均匀再电离的影响。我们发现这些过程的相互作用对于$z \lesssim 10$的Pop III SFRD尤其重要。再电离反馈延迟恒星形成足够长的时间，使金属气泡到达光晕，否则就会形成Pop III恒星。与单独的LW反馈相比，包括这些效应可以导致在$z=6$下Pop III SFRD的数量级以上的降低。
2020-06-17 astro-ph.CO astro-ph.GA
The fate of baryons in counterfactual universes
我们提出了九个模拟的结果，比较标准的$Λ$冷暗物质宇宙学（$Λ$ CDM）与反事实的宇宙，大约$100\,{\rm Gyr}$使用恩佐模拟代码。通过改变$Λ$的值和涨落幅度，探讨了它对晕质量函数（HMF）、星系际介质（IGM）和恒星形成历史（SFH）演化的影响。恒星形成率密度（SFRD）的明显峰值及其随后的下降都受到引力和$Λ$加速效应之间相互作用的影响。IGM在具有较大$Λ$和较低$σ_8$的模型中冷却得更快，反映了与这些变化相关的SFRD降低--尽管变化的$σ_8$不会随着变化的$Λ$而退化，无论是关于IGM还是SFH的热历史。然而，IGM或电离背景的这些诱导变化对计算的SFRD几乎没有影响。我们提供适合的SFRD在这些不同的宇宙，我们整合随着时间的推移，以获得渐近恒星形成效率的演变。加上温伯格关于$Λ$的一致先验，观测者经历$Λ$值不大于观测值的估计概率为13%，远大于一些替代估计。因此，在恩佐模型的框架内，多重宇宙中的观测者选择能够从统计学上解释宇宙学常数的小值，尽管我们宇宙中的$Λ$似乎确实处于预测范围的低端。
2022-09-19 astro-ph.CO astro-ph.GA
The ALPINE-ALMA [CII] Survey: Obscured Star Formation Rate Density and Main Sequence of star-forming galaxies at z>4
z>4时的恒星形成率（SFR）测量主要依赖于静止坐标系远紫外（FUV）观测。基于IRX- $β$关系的尘埃衰减修正具有很大的不确定性，在文献中仍有争议。因此，静止帧远红外（FIR）观测是必要的，以限制灰尘遮蔽的组成部分的SFR。在本文中，我们利用ALMA大型计划在早期研究[CII]（ALPINE）收集的静止帧FIR连续观测，直接限制星系中4.4<z<5.9的遮蔽SFR。我们使用堆栈的连续图像来测量平均红外（IR）亮度，同时考虑到检测到的和未检测到的源。在此基础上，我们测量了主星序列的位置和$z\sim4.5$和$z\sim5.5$的比SFR（sSFR）。我们发现，主序列和sSFR不演变之间的显着$z\sim4.5$和$z\sim5.5$，而不是较低的红移。我们开发了一种方法来获得模糊的SFR密度（SFRD）使用恒星质量或FUV的幅度作为代理的FIR通量上测得的堆栈，并结合它们与星系恒星质量函数和FUV光度函数从文献中。我们得到一致的结果独立于所选择的代理。我们发现，SFRD的遮蔽部分随红移的增加而减少，但即使在$z\sim5.5$，它也占总SFRD的61%左右。
2020-07-16 astro-ph.GA
A SPectroscopic survey of biased halos In the Reionization Era (ASPIRE): Spectroscopically Complete Census of Obscured Cosmic Star Formation Rate Density at $z=4-6$
本研究依托ASPIRE项目的JWST与ALMA观测数据，完成了$z=4-6$处光谱完整的尘埃恒星形成星系统计，测定了该时期受尘埃遮蔽的宇宙恒星形成率密度，发现$z\sim5$时约66%的宇宙恒星形成活动仍被尘埃遮蔽。
2024-12-09 astro-ph.GA
Evolution of the infrared luminosity function and its corresponding dust-obscured star formation rate density out to z~6
Institute of Astronomy, Faculty of Physics, Astronomy and Informatics, Nicolaus Copernicus University（尼古拉·哥白尼大学物理、天文与信息学学院天体物理研究所）；National Centre for Nuclear Research（国家核研究中心）；Institute for Astronomy, University of Edinburgh, Royal Observatory, Edinburgh（爱丁堡大学天体物理研究所皇家天文台）；Astronomical Observatory Institute, Faculty of Physics and Astronomy, Adam Mickiewicz University（亚当·密茨凯维奇大学物理与天文学学院天文台研究所）
研究通过分析远红外亮度函数及其尘埃遮蔽恒星形成率密度的演变，发现尘埃遮蔽活动在宇宙 noon 时期主导，但随着红移增加逐渐减弱。
2026-03-02 astro-ph.GA
First Frontier Field Constraints on the Cosmic Star-Formation Rate Density at z~10 - The Impact of Lensing Shear on Completeness of High-Redshift Galaxy Samples
我们在Abell 2744及其平行场的完整哈勃前沿场数据集中搜索z~10个源，以进一步改进z>8时宇宙恒星形成率密度（SFRD）的演化。我们独立地确认了Zitrin等人（2014）最近发现的triangle成像z~9.8源的两张图像，并为Abell 2744平行场中红色J_125-H_160>1.2的类似z~10星系设定了上限。我们利用大量的模拟来推导在z~10的Lyman-break星系的有效选择体积，无论是在透镜星系团领域和在相邻的平行领域。特别注意的是，包括位置相关的透镜剪切，以准确地考虑高度放大的源的预期大小和形态。我们发现，源混合和剪切减少在集群中，特别是在临界曲线附近的一个给定的观测幅度的完整性。这些效应对星团后面的高红移源的可探测性有着显著的影响，但在很大程度上被忽视了，并且大大减少了预期的高度放大源的数量。来自两个点的检测和限制导致SFRD比来自空白字段的z~10处的先前估计高0.4+-0.4dex。尽管如此，这些新的结果与所有其他的估计相结合，仍然与宇宙学模拟和Lambda CDM中暗物质晕演化所预测的从z~8到z~10的1.7亿年中SFRD的快速下降相一致。一旦考虑到放大依赖的完整性所引入的偏差，完整的六个星系团和并行的前沿场计划将是一个非常强大的新数据集，可以在JWST出现之前探测z>8的星系群的演化。
2015-07-21 astro-ph.CO astro-ph.GA
The galaxy stellar mass function from CCSNe with improved photo-z techniques
在Sedgwick等人（2019）中，我们介绍并利用了一种方法来对抗星系样本选择中的表面亮度和质量偏差，使用核心坍缩超新星（CCSNe）作为指向其宿主星系的指针，以便：（i）搜索低表面亮度星系（LSBG）;（ii）评估给定质量的星系对恒星形成率密度（SFRD）的贡献;以及（iii）由此，使用特定恒星形成（SF）速率的估计来推断SF星系恒星质量函数（GSMF）的形式。一个CCSN选择的SF星系允许探测的形式SFRD和GSMF深入到矮星系质量制度。在目前的工作中，我们给我们的估计的SFRD和恒星形成GSMF的改进约束，在光的改进光度红移估计所需的星系恒星质量的估计。结果是一致的幂律增加SF星系数密度下降到我们的低恒星质量极限$\sim 10^{6.2}$ M $_{\odot}$。没有偏离高质量版本的表面亮度-质量关系被发现在矮质量制度。这些发现意味着星系形成过程至少在$\sim 10^{6.2}$ M $_{\odot}$以下没有截断。
2019-09-10 astro-ph.CO astro-ph.GA
The Effects of Stellar and AGN Feedback on the Cosmic Star Formation History in the Simba Simulations
本研究利用Simba模拟变体，探究恒星与AGN不同反馈模式对宇宙恒星形成历史的影响，明确了各反馈模式在不同红移、不同质量星系中的作用机制及对星系演化相关关系的影响。
2024-04-10 astro-ph.GA
Non-Universal Stellar Initial Mass Functions: Large Uncertainties in Star Formation Rates at $z\approx 2-4$ and Other Astrophysical Probes
我们探讨的假设，广泛应用于许多天体物理计算，恒星初始质量函数（IMF）是所有星系的通用。通过考虑一个典型的Salpeter-like IMF和一个非普适IMF，我们能够比较不同IMF对天体物理中多个观测量和导出量的影响。具体来说，我们考虑一个非普遍的IMF的变化作为当地的恒星形成率的函数，并探讨对恒星形成率密度（SFRD），河外背景光，超新星（核心崩溃和热核）率，和弥漫的超新星中微子背景的影响。我们最有趣的结果是，我们采用的变化IMF导致SFRD在$z \approx 2-4$比通常假设的更大的不确定性。事实上，我们发现一个SFRD（推断使用观察到的星系光度分布），这是一个因素的$\gtrsim 3$低于使用通用Salpeter样IMF获得的典型结果。其次，我们所探讨的非普适IMF意味着与普适IMF相比，超新星核心坍缩率降低了$\sim2$的一个因子。其他潜在的示踪剂只受到IMF性质变化的轻微影响。我们发现，目前可用的数据并没有提供一个明确的倾向于普遍或非普遍的货币基金组织。然而，在红移$z \gtrsim 2$上对恒星形成率和核心坍缩超新星率的测量的改进可能会提供最好的识别前景。
2022-05-16 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.IM
Modeling submillimeter galaxies in cosmological simulations: Contribution to the cosmic star formation density and predictions for future surveys
本研究在EAGLE、IllustrisTNG、FLAMINGO三个宇宙学模拟中测试亚毫米波星系的参数化模型，发现FLAMINGO可较好复现观测结果，并据此预测TolTEC超深巡天的探测能力及SMGs对宇宙恒星形成率密度的贡献。
2025-01-31 astro-ph.CO astro-ph.GA
The Calibration of Polycyclic Aromatic Hydrocarbon Dust Emission as a Star Formation Rate Indicator in the AKARI NEP Survey
本研究利用AKARI北黄极巡天的443个星系数据，探究多环芳烃（PAH）发射作为恒星形成率指标的影响因素，校正了PAH恒星形成率定标，并推导了红移0.15到1间的宇宙恒星形成率密度。
2024-08-26 astro-ph.GA
Near-identical star formation rate densities from H$α$ and FUV at redshift zero
这是第一次H $α$和远紫外（FUV）从HI选择的样品的观测被用来确定尘埃校正的恒星形成率密度（SFRD：$\dotρ$）在当地的宇宙。应用这两个恒星形成率指标，对294个本星系进行了log（$\dotρ$ $ _{Hα}) = -1.68~^{+0.13}_{-0.05}$ [M $_{\odot} $ yr $^{-1} $ Mpc $^{-3}]$）和log（$\dotρ_{FUV}$）$ = -1.71~^{+0.12}_{-0.13}$ [M $_\odot $ yr $^{-1} $ Mpc $^{-3}]$的测定。这些值是从缩放H $α$和FUV观测到的HI质量函数得出的。选择Galerkin对HI Parkes全天巡天（M $_{HI} \sim10^{7}$至$\sim10^{10.7}$ M $_{\odot}$）的全部HI质量（M $_{HI}$）范围进行均匀采样。这种方法导致相对较大的采样矮星系相比，光学选择的调查。低HI质量，低光度和低表面亮度的星系人口，平均而言，较低的H $α$ /FUV流量比其余的星系人口，与早期的结果相一致的Meurer。几乎相同的H $α$和FUV衍生SFRD值出现与低H $α$ /FUV通量比的一些星系被抵消增强H $α$从最亮和高质量的星系人口。我们的研究结果证实，有必要充分采样的HI质量范围内的一个完整的人口普查的本地恒星形…
2018-06-15 astro-ph.GA
On the existence of bright IR galaxies at z>2: tension between Herschel and SCUBA-2 results?
最近从亚毫米（sub-mm）测量获得的星系恒星形成率密度（SFRD）的推导（例如，SCUBA-2）显示了与以前的工作的基础上赫歇尔和多波长数据的张力。其中有些工作认为把Herschel巡天推到z~2以外所得到的SFRD是不正确的。然而，目前从SCUBA-2数据获得的亚毫米级测量以及用于构建总红外（IR）光度函数（LF）和SFRD的方法可能会受到一些限制的影响。在这里，我们展示了这些限制（即，选择偏差和不完整性效应）可能会影响总IR LF，使由此产生的尘埃星系演化难以解释。特别地，我们发现假设的光谱能量分布（SED）在总IR LF推导中起着至关重要的作用，此外，我们确认长波长（例如，850微米）的调查可能是不完整的“温暖”的SED星系，使用广泛的红外波长的光谱覆盖范围是至关重要的，以限制不确定性和偏见。
2018-12-03 astro-ph.CO astro-ph.GA
Illuminating the Dark Side of Cosmic Star Formation II. A second date with RS-NIRdark galaxies in COSMOS
本研究通过扩展RS-NIRdark星系样本并目视检查多波段图像，估计其在红移3-5时对宇宙恒星形成率密度的贡献约为紫外选择星系的10%-25%，填补了尘埃遮蔽星系的知识空白。
2023-08-31 astro-ph.CO astro-ph.GA
Baseline Metal Enrichment from Population III Star Formation in Cosmological Volume Simulations
我们利用流体动力学和N体程序{ \small GIZMO}，结合我们新开发的子网格Population~III（Pop~III）Legacy模型，研究了在$z>7$的Pop~III星形成的基线金属富集。在这个理想化的数值实验中，我们只考虑Pop~III星的形成。我们发现我们的模型Pop~III恒星形成率密度（SFRD）在$z\sim10$附近的$\sim 10^{-3}\ {\rm M_\odot yr^{-1} Mpc^{-1}}$处达到峰值，与以前的数值研究结果吻合得很好，并且与观测到的Pop~II SFRD的估计值一致。Pop~III的平均金属丰度从$z=25-7$开始平稳上升，但直到$z\simeq7$才达到恒星形成模式中Pop~III向Pop~II转变所需的临界金属丰度值$Z_{\rm crit}=10^{-4}\ Z_\odot$。这表明，虽然个别晕可以抑制现场Pop~III星的形成，外部富集是不足以终止全球Pop~III星的形成。在恒星形成暗物质晕中，Pop~III恒星形成的最大富集量为$Z\sim10^{-2}\ Z_\odot$，而在外部富集晕中发现的最小富集量为$Z\gtrsim10^{-7}\ Z_\odot$。最后，我们模拟的富含Pop~III金属的IGM的模拟观测结果与$z=7.04$上的一个贫金属阻尼莱曼α（DLA）系统的观测结果相似，该系统被认为仅由P…
2018-01-17 astro-ph.CO astro-ph.GA
Balmer Break Galaxy Candidates at $z \sim 6$: a Potential View on the Star-Formation Activity at $z \gtrsim 14$
我们搜索的星系与一个强大的巴耳末破裂（巴耳末破裂星系; BBG）在$z \sim 6$在0.41度$z \sim 6$有效面积的COSMOS领域。基于丰富的成像数据，包括阿塔卡马大型毫米/亚毫米阵列（ALMA）获得的数据，三个候选人被确定为他们的极端红色的$K - [3.6]$颜色，以及在X射线，光学，远红外（FIR）和无线电波段的非检测。在ALMA的深层观测中没有探测到，这表明它们不是尘埃星系，而是$z \sim 6$的BBG，尽管目前还不能完全排除来自$z \sim 0$活动星系核（AGN）的污染。我们的光谱能量分布（SED）分析表明，在$z \sim 6$的BBG候选人的恒星质量为$\approx 5 \times 10^{10} M_{\odot}$占主导地位的老恒星人口的年龄为$\gtrsim 700$百万年。假设所有三个候选者都是$z \sim 6$上的真实BBG，我们估计恒星质量密度（SMD）为$2.4^{+2.3}_{-1.3} \times 10^{4} M_{\odot}$ Mpc $^{-3}$。这与从较低的红移测量中推断的结果是一致的。在这三个BBG候选者中，恒星形成的开始预计要比观测到的$z \sim 6$的时间早几亿年。我们估计BBG的祖先贡献的恒星形成率密度（SFRD）为2.4 - 12 $\times 10^{-5} M_{\odot}$ yr $^…
2019-12-23 astro-ph.GA
J-PLUS: The star formation main sequence and rate density at d < 75 Mpc
我们的目标是利用Javalambre光度局部宇宙巡天（J-PLUS）第一次发布的数据估计z <= 0.017（d < 75 Mpc）处的恒星形成主序（SFMS）和恒星形成率密度（SFRD），该数据探测897.4 deg 2的12个光学波段。我们从J-PLUS滤波器J 0660中提取了805个本星系的H α辐射通量，这是用其他11个J-PLUS带估计的连续谱水平，并用经验关系修正了尘埃衰减和氮污染。恒星质量（M），H α光度（L）和恒星形成率（SFR）通过考虑参数协方差进行估计。我们的样本包括689个蓝色星系和67个红色星系，分类在（u-g）vs（g-z）色色图中，加上49个活动星系核。SFMS在log M > 8时被探测到，它被蓝色星系清楚地定义，红色星系位于它们下面。SFMS描述为log SFR = 0.83 log M - 8.44。我们发现一个很好的协议与以前的估计SFMS，特别是那些基于积分场光谱。不含活动星系核的样本的H α光度函数可以用Schechter函数很好地描述，log L* = 41.34，log phi* =-2.43，alpha =-1.25。我们的测量提供了一个较低的特征光度比文献中的几个以前的研究。在d < 75 Mpc时，得到的恒星形成率密度为log rho_SFR = -2.10 +-0.11，其中红星系占SFRD的15%。我们的值低于以前的估计，在…
2021-01-11 astro-ph.GA
The extended epoch of galaxy formation: age dating of ~3600 galaxies with 2<z<6.5 in the VIMOS Ultra-Deep Survey
通过测量VIMOS超深巡天（VUDS）中3597个光谱红移为2<z<6.5的星系的年龄，旨在改进对星系形成时代的限制。我们得到的年龄和其他物理参数的同时拟合与观测到的UV静止帧光谱和光度数据的GOSSIP+软件从U波段到4.5微米，使用复合恒星星族模型。我们从大量的模拟得出结论，在z>2时，考虑到宇宙的年龄，光谱学和光度学的联合分析结合有限的年龄可能性大大减少了年龄推导中的系统不确定性和简并性。我们发现星系的年龄范围从非常年轻的几千万年到年龄高达~1.5-2 Gyr的大幅进化。由测得的年龄导出的形成红移z_f表明星系可能早在z_f~15就开始形成恒星。我们产生的形成红移函数（FzF），在红移z_f的每单位体积形成的星系的数量，并比较FzF在增加红移箱发现一个显着恒定的“通用”FzF。FzF用（1+z）λ λ参数化，λ λ ~0.58+/-0.06，指示从z~15到z~2的平滑2 dex增加。值得注意的是，这种观测到的增加与恒星形成率密度（SFRD）的观测到的增加是相同的。SFRD与FzF的比值给出了每个星系在z~4-6处的平均SFR为~7- 17 Msun/yr，与在这些红移处测量的星系SFR一致。从FzF的平滑上升，我们推断星系形成的时期从我们能探测到的最高红移z~15一直延伸到红移z~2。这表明，星系形成是一个连续的过程中，宇宙时间，与更多的星系形成的高峰期SFRD在z~2比在…
2016-02-04 astro-ph.CO astro-ph.GA
A 16 deg$^2$ survey of emission-line galaxies at z<1.6 from HSC-SSP PDR2 and CHORUS
我们已经进行了全面的调查发射线星系在$z\lesssim1.6$的基础上窄带（NB）的成像数据与超超级凸轮（HSC）的斯巴鲁望远镜。本文利用第二次斯巴鲁战略计划（SSP）公开数据发布（PDR 2）和斯巴鲁宇宙氢再电离（CHORUS）巡天的数据，结合PDR 1数据，对H $α$、[OIII]和[OII]发射线星系的星表进行了更新，并选取了2,019个发射线星系，计算了它们的光谱红移。在PDR 2的HSC-SSP的深层和超深层中，NB 816和NB 921的有效覆盖范围更广，分别为16.3度$^2$和16.9度$^2$。CHORUS调查为我们提供了在超深层（1.37 deg $^2$）的COSMOS场中的另外三个NB（NB 527，NB 718和NB 973）的数据。五个NB数据集使我们能够研究恒星形成星系的发射线在14个特定的红移范围从$z\sim1.6$到$z\sim0.05$。我们选取了75，377个发射线星系的大样本，重新研究了发射线星系的大尺度结构和光度函数的分布。通过对LF的红移旋转观测表明，恒星形成率密度（SFRD）从$z\sim1.6$开始单调递减，这与已知的宇宙SFRD一致。我们的发射线星系的样本覆盖了足够大的调查量是有用的，以调查恒星形成星系的演化，因为宇宙中午在广泛的环境，包括星系团，灯丝，和空隙。
2020-07-15 astro-ph.GA
An Effective Model for the Cosmic-Dawn 21-cm Signal
本文提出完全解析的有效模型与公开Python包Zeus21，可快速预测宇宙黎明21厘米全局信号和功率谱，并与21CMFAST模拟达到约10%一致。
2023-05-30 astro-ph.CO astro-ph.GA hep-ph
HiZELS: a high redshift survey of H-alpha emitters. II: the nature of star-forming galaxies at z=0.84
使用WFCAM/UKIRT和J波段的自定义窄带滤波器对z=0.84的H-α发射线星系进行大规模调查的新结果作为HiZELS调查的一部分。在1.8e5 Mpc ^3的同向运动体积中，有效通量极限达到了1 e-16 erg/s/cm ^2，这是迄今为止在z~1处进行的最大和最深的测量。在COSMOS和UKIDSS UDS领域的1.4平方度范围内检测到1517个潜在的线发射体，其中743个被选为H-α发射体。这些用于计算H-alpha光度函数，该函数与Schechter函数很好地拟合，其中phi*=10^（-1.92+-0.10）Mpc^-3，L*=10^（42.26+-0.05）erg/s，alpha=-1.65+-0.15。在z=0.845处，恒星形成率密度（SFRD）的积分值为0.15+-0.01 M_sun/yr/Mpc ^[3]。结果有力地证实了SFRD从现在到z~1的强烈演化，然后平坦化到z~2，使用一个单一的恒星形成指标。在z~1处，H-α发射体的特征光度和空间密度都显著增加;在更高的红移处，L* 继续增加，但phi* 减小。z=0.84的H-α发射体大部分是盘星系（82+-3%），而28+-4%的样本显示出合并活动的迹象，占总SFRD的20%。不规则星和合并星在L* 以上的H-α光度函数中占主导地位，而盘在较暗的光度中占主导地位。这些结果表明，这是“正常”盘星系的演化，驱…
2009-05-22 astro-ph.CO astro-ph.GA
Two sub-millimetre bright protoclusters bounding the epoch of peak star-formation activity
我们目前詹姆斯克拉克麦克斯韦望远镜亚毫米波普通用户测辐射热仪阵列2（SCUBA-2）850和450 $μ$米的观测（$σ_{850}\sim0.5$ mJy，$σ_{450}\sim5$ mJy）的HS 1549 +19和HS 1700 +64调查领域包含两个最大的已知星系超密度在$z=2.85$和$2.30$，分别。我们检测到56个亚毫米星系（SMG）与SNR $> 4$在$\sim 50$弧$^2$在850 $μ$ m的流量密度为3 - 17毫焦耳。数量计数表明，与空白野外调查相比，$6^{+4}_{-2}\times$（HS 1549）和$4^{+6}_{-2}\times$（HS 1700）的$3$ -弧分直径核心区域（$z=2.5$处的$\sim 1.5$ Mpc）中存在过密度。在这些核心区域，我们光谱确认，大约三分之一的SMG位于原星系团的红移为HS 1549和HS 1700。我们使用统计标识的其他SMG在更广泛的领域，以限制在每个系统中的额外四个候选原星系团成员。我们结合Lyman-break脱落和窄带选择星系以及SCUBA-2 SMG的恒星形成率（SFR）的多波长估计，估计了12，$500\pm2800$ M $_\odot$ yr $^{-1}$的总SFR（$4900\pm1200$ M $_\odot$ yr $^{-1}$）在HS 1549（HS 1700）中…
2019-06-20 astro-ph.GA
The ALPINE-ALMA [CII] Survey: The nature, luminosity function and star formation history of dusty galaxies up to z~6
我们提出了一个样本的56个源的详细表征偶然发现的ALMA波段7，作为ALMA大型计划的一部分，在COSMOS和ECDFS的早期研究CII（ALPINE）。这些来源已被用来推导总红外光度函数（LF）和估计宇宙恒星形成率密度（SFRD）的z=6。我们已经在所有可用的多波长和光度红移目录中，以及更深的近红外和中红外源列表和地图中寻找对应物，以识别在公共目录中没有匹配的光学暗源。我们的ALMA盲测使我们能够进一步推动对高z尘埃星系的性质和演化的研究，确定明亮和大质量的红移源和以前从未被任何远红外调查探测过的微弱光度。ALPINE数据是第一个对红外LF的暗端进行采样的数据，从z=2.5到z=6几乎没有变化，并且在最高红移处有一个平坦的斜率。通过积分光度函数得到的SFRD在z=2和6之间几乎保持不变，并且显著高于光学/UV导数，显示出尘埃星系和遮蔽恒星形成的重要贡献。大约14%的ALPINE偶然连续源是光学+近红外暗的（六个仅在中红外显示对应物，没有HST或近红外识别，而两个在z=5时被检测为[CII]发射器）。六个HST和近红外暗星系与中红外对应物在z=5时贡献了约17%的总SFRD，并在z>3时主导了恒星质量函数的高质量端。
2020-09-30 astro-ph.CO astro-ph.GA
Tracing the evolution of dust obscured star-formation and accretion back to the reionisation epoch with SPICA
我们目前对高红移（z> 3 - 4）恒星形成和吸积光度的了解，以及它们之间可能的联系，主要依赖于静止坐标系紫外（UV）的观测，这受到尘埃遮蔽的强烈影响。由于过去和现在的红外（IR）仪器缺乏灵敏度，到目前为止还不可能瞥见尘埃遮蔽的宇宙的早期阶段。在下一代红外天文台中，SPICA在12 - 350微米范围内进行观测，将是唯一能够使我们在理解模糊恒星形成率和黑洞吸积率密度（分别为SFRD和BHARD）方面取得所需飞跃的设施，相对于斯皮策和赫歇尔在z <3的中红外和远红外的成就。特别是，SPICA将具有独特的能力，可以追踪被遮蔽的SFRD和BHARD在宇宙时间内的演变，从它们的活动高峰回到再电离时期（即，3 <z <6 - 7），其前身有严重的局限性。在这里，我们讨论的潜力，深和浅的测光调查进行SPICA中红外仪器（SMI），使非常低的水平的影响，尘埃遮蔽在一个带中心在34微米。SPICA将进行的这些独特的无偏光度测量将通过SPICA光谱仪和其他设施在较短和较长波长下进行观测，目的是充分了解AGN和恒星形成星系在再电离后的演变。
2017-10-06 astro-ph.GA
GOLDRUSH. II. Clustering of Galaxies at $z\sim 4-6$ Revealed with the Half-Million Dropouts Over the 100 deg$^2$ Area Corresponding to 1 Gpc$^3$
我们展示了在斯巴鲁战略计划巡天的早期数据中发现的579,492个莱曼破裂星系（LBG）在100度^2天空中z~4-6处的聚集特性（相当于1.4 Gpc^3的体积）。在z~4-6处，我们得到了具有前所未有的高统计精度的HSC长带隙的角关联函数，并与晕占据分布（HOD）模型进行了比较。在10”< $θ$ <90”（1-和2-晕项之间的过渡尺度）中，我们清楚地识别出显著的ACF过量，这暗示了非线性晕偏效应的存在。结合HOD模型和前人对z~4-7暗LBG的成团测量，我们研究了z~4-7 LBG的暗物质晕质量（Mh）及其与恒星形成率（SFR）、星晕质量比（SHMR）、暗物质的吸积率（dotMh）在Mh/M $_\odot$ = 4 × 10 ^10 - 4 × 10 ^12的宽质量范围内。我们发现，在Mh~ 1 × 10 ^11 M $_\odot$处，SHMR从z~4增加到7，增加了~4倍，而在Mh~ 1 × 10 ^12 M $_\odot$处，SHMR在类似的红移范围内没有表现出强烈的演化。有趣的是，我们确定了SFR/dotMh-Mh的紧密关系，在z~4-7的宽质量范围内，超过0.15 dex没有显着的演变。这种微弱的演化表明SFR/dotMh-Mh关系是高红移星系形成的基本关系，其恒星形成活动受暗物质质量组装的调节。假设这个基本关系，我们计算了宇宙SFR密度（SFRD）在z=0-10…
2017-08-23 astro-ph.CO astro-ph.GA
UV slope of z$\sim$3 bright ($L>L^{*}$) Lyman-break galaxies in the COSMOS field
我们分析了517个明亮的（$L>L^{*}$）LBG在红移z $\sim$ 3的独特样本，以确定其UV斜率$β$的分布，并在标准假设下推断其尘埃消光。我们利用了超过750弧分$^2$的COSMOS场的多波段观测，这些观测是用三种不同的地面设施获得的：大双目望远镜（LBT）上的大双目相机（LBC），SUBARU望远镜上的Suprime-Cam和VISTA望远镜（ULTRAVISTA DR 2）上的VIRCAM。我们的多波段光度计目录是基于一种新的方法，该方法旨在最大限度地提高信噪比，从具有不同点扩散函数（PSF）的图像中估计准确的星系颜色。我们采用了一种改进的选择标准的基础上，深Y波段的数据，以隔离样本的星系在$z\sim 3 $，以尽量减少选择偏差。我们测量了样本中物体的紫外线斜率（$β$），然后恢复了$β$值的固有概率密度函数（PDF（$β$）），通过详细的模拟考虑了观测不确定性的影响。在我们的样本中的星系的特点是温和的红色紫外线斜率与$<β>\simeq -1.70$在整个enitre光度范围内，我们的数据（$-24\lesssim M_{1600}\lesssim -21$）探测。由此得到的尘埃修正的恒星形成率密度（SFRD）是$log(SFRD)\simeq-1.6 M_{\odot}/yr/Mpc^{3}$，相当于在标准假设下，在z $\sim$ 3处的总SFRD的25%…
2019-02-25 astro-ph.GA
