The Impact of Star-Formation-Rate Surface Density on the Electron Density and Ionization Parameter of High-Redshift Galaxies
本文基于MOSDEF巡天数据研究高红移星系电离参数偏高的成因,发现电子密度与恒星形成率面密度显著相关,并指出气体密度比金属丰度演化更能解释电离参数的红移演化。
2023-02-20 astro-ph.GA
GALEX-SDSS-WISE Legacy Catalog (GSWLC): Star Formation Rates, Stellar Masses and Dust Attenuations of 700,000 Low-redshift Galaxies
在本文中,我们提出了GALEX-SDSS-WISE传统目录(GSWLC),这是一个包含SDSS红移低于0.3的约70万个星系的物理性质(恒星质量,尘埃衰减和恒星形成率(SFR))的目录。GSWLC包含GALEX足迹内的星系,无论紫外线检测,覆盖90%的SDSS。根据Salim等人(2007年)的贝叶斯方法,通过UV/光学SED拟合获得物理特性,并进行了改进,如低分辨率UV光度法的混合校正、灵活的灰尘衰减定律和发射线校正。GSWLC包括基于22微米WISE观测从IR模板导出的中IR SFR。这些估计是独立的UV/光学SED拟合,以分离可能的系统学。本文认为,具体的SFR(SSFR)的比较比SFR的比较更能提供信息和物理动机。紫外/光学SED拟合产生的SSFR相比,中红外SSFR,和SSFR从三个公布的目录。对于没有活动星系核贡献的“主序星”星系,所有的SSFR都非常一致(平均在0.1 dex以内)。特别是,广泛使用的MPA/JHU目录中的孔径校正的SFR没有显示出系统的偏移,与一些积分场光谱的结果相反。对于主序以下的星系(log SSFR<-11),基于固定光度-SFR转换的中红外(S)SFR严重偏差(高达2 dex),因为尘埃主要由老恒星加热。此外,中红外(S)SFR被高估了高达0.6德克斯与AGN的星系,可能是由于非恒星尘埃加热。因此,对于淬灭星系和活动星系核所在的星系,紫外/光…
2016-10-03 astro-ph.GA
A New Star-Formation Rate Calibration from Polycyclic Aromatic Hydrocarbon Emission Features and Application to High Redshift Galaxies
我们校准的积分光度从多环芳烃(PAH)的功能在6.2 \micron,7.7 \micron \和11.3 \micron \的星系作为衡量的恒星形成率(SFR)。这些特征很强(包含高达总红外光度的5- 10%),并遭受最小的消光。我们的校准使用\spitzer \红外光谱仪(IRS)测量的105个星系在$0 < z < 0.4$,红外(IR)光度的$10^9 - 10^{12} \lsol$,结合其他良好校准的SFR指标。PAH光度与SFR线性相关,如通过在我们的校准样品中的光度范围内校正的\ha \光度所测量的。分散度为0.14 dex,与\paa \和修正后的\ha \发射线的SFR之间的分散度相当,这意味着PAH特征可能与氢复合线一样准确。PAH的SFR关系依赖于气相金属丰度,对于具有$0.2 < \mathrm{Z} \lsim 0.7$ ~ \zsol的星系,我们提供了一个经验修正。我们提出了一个案例研究提前的\textit{James Webb Space Telescope}(\jwst),这将是能够测量SFR从多环芳烃在遥远的星系在宇宙中的SFR密度的峰值($z\sim2$)与SFR低至$\sim$ ~10~ \sfrunits。我们使用\spitzer /IRS观测的PAH特征和在$1 < z < 3$的透镜状恒星形成星系中的\paa \ emission pl…
2016-01-07 astro-ph.GA
Correlation between SFR surface density and thermal pressure of ionized gas in local analogs of high-redshift galaxies
本文研究了邻近致密星暴星系的恒星形成率面密度($Σ$ SFR)与星际气体压力之间的关系。样品由17个青豌豆和19个莱曼断裂类似物组成。绿豌豆是附近的类似物的Ly PDMATHAMN发射体在高红移和莱曼break类似物附近的类似物的莱曼break星系在高红移。我们使用哈勃太空望远镜宇宙起源光谱仪(COS)NUV图像的空间分辨率为$\sim$ 0.05 $^{''}$测量豌豆的大小。利用$P = N_{total}Tk{_B} \simeq 2n_{e}Tk{_B}$估算了HII区的气体热压力。电子密度是使用[SII]在6716,6731 Ω的双重峰导出的,温度是从[OIII]线计算的。相关性的特征为:$Σ$ SFR = 2.40 $\times$ 10 $^{-3\,}$ M $_{\odot\,}$ yr $^{-1\,}$ kpc $^{-2}$ $\left(\frac{P/k_{B}}{10^{4}cm^{-3}K}\right)^{1.33}$。青豌豆和莱曼断裂类似物具有高达1.2 M $_{\odot\,}$ yr $^{-1\,}$ kpc $^{-2}$的高$Σ$ SFR和高达P/k $_B$ $\sim$ 10 $^{7.2}{\rm\, K\, cm}^{-3}$的HII区域中的高热压。这些值是在附近星暴星系中看到的范围的最高端。高气压和相关性,是在协议中发现的恒…
2018-11-14 astro-ph.GA
Dust correction factors over $0 < z < 3$ in massive star-forming galaxies from stacking in \emph{Herschel}
在这项工作中,我们使用堆积分析在\emph{Herschel} PACS研究的精度几个典型的尘埃校正因子估计总的恒星形成率(SFR)的高红移恒星形成(SF)星系。我们还分析了堆积效应对SFR和恒星质量之间关系的暗示,以及特定SFR(${\rm sSFR} = {\rm SFR} / {\rm M_*}$)的红移演化。我们发现大质量SF星系的尘埃性质随红移的变化而变化,对于给定的UV连续斜率和恒星质量,处于$z \sim 2-3$的星系比处于$z \sim 1$的星系衰减更大。因此,单一的IRX- $β$关系不能用来恢复$0 \lesssim z \lesssim 3$上大质量SF星系的总SFR.这可能对更高红移的研究有影响,在那里,一个单一的IRX- $β$关系推导出的本地星暴通常被认为是有效的。然而,我们发现,尘埃衰减和恒星质量之间的本地关系是有效的,至少到$z \sim 1$,虽然偏差被发现的高红移星系,只有$\log{\left( M_* / M_\odot \right)} > 10.25-10.50$星系通过堆叠检测。因此,这并不排除这样的可能性,即当地的尘埃质量关系可以有效的质量较小的SF星系在$z \sim 2-3$。用星族模板进行的SED拟合,给出了在所有红移下尘埃修正的SFR的高估值(在$\log{\rm SFR}$中约为0.3- 0.5 dex)。我们发现,恒星…
2014-09-07 astro-ph.GA
The non-linear infrared-radio correlation of low-z galaxies: implications for redshift evolution, a new radio SFR recipe, and how to minimize selection bias
红外-射电相关(IRRC)是许多常用的射电光度-恒星形成率(SFR)校准的基础。在准备新一代的无线电调查,我们重新访问低$z$星系的IRRC(a)利用目前最好的红外和1.4 GHz的射电测光,加上辅助数据在尽可能广泛的地区,和(b)仔细评估潜在的系统。我们编制了一个$\sim$ 9,500 z $<$ 0.2星系的目录,并推导出它们的1.4 GHz射电($L_{\mathrm{1.4}}$),总IR和单色IR光度在多达7个波段,使我们能够参数化的单色IRRC从22-500 $μ$ m的波长依赖性。对于低$z$样本的第一次,我们量化了匹配不良的IR和无线电测量深度偏差测量的中值IR/无线电比率,$\overline{q}_{\mathrm{TIR}}$,并讨论了在ASKAP/MeerKAT领域的低z IRRC研究预期的偏差水平。对于我们的$\sim$ 2,000个高置信度恒星形成星系的子集,我们发现中值$\overline{q}_{\mathrm{TIR}}$为2.54(散射:0.17 dex)。我们发现,$\overline{q}_{\mathrm{TIR}}$与$L_{\mathrm{1.4}}$相关,这意味着非线性IRRC的斜率为1.11 $\pm$ 0.01。我们新的$L_{\mathrm{1.4}}$ -SFR校准,它结合了这种非线性,再现SFR从全色SED适合大大优于以前…
2021-03-08 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 impact of the FMR and starburst galaxies on the (low-metallicity) cosmic star formation history
在整个宇宙历史中,有多少恒星在低金属丰度下形成,这个问题对于讨论各种能量瞬变的起源以及可能的双黑洞合并来说至关重要。我们重新讨论了恒星诞生金属丰度的观测分布(f $_{\rm SFR}$(Z,z)),着重于强烈影响其低金属度部分的几个因素:(i)描述星系金属丰度分布的方法(红移相关的质量金属丰度关系- MZR,或红移不变的基本金属丰度关系- FMR),(ii)星暴星系的贡献和(iii)MZR的斜率。我们凭经验构建的FMR的基础上的低红移标度关系,这使我们能够捕捉系统的差异所造成的金属丰度和恒星形成率(SFR)的测定技术的选择,并讨论相关的f $_{\rm SFR}$(Z,z)的不确定性。我们指出的因素,占主导地位的f $_{\rm SFR}$(Z,Z)的不确定性在不同的金属丰度和红移制度。分布的低金属量部分即使在低红移时也受到很差的约束(甚至是模型变量之间$\sim$ 200差异的一个因素)非演化的FMR意味着金属量演化比外推的MZR要浅得多,然而,它对f $_{\rm SFR}$(Z,z)的低金属量部分的影响被星爆的贡献所抵消(假设它们遵循FMR)。在我们的模型中,一个不可忽略的恒星爆发部分可能是必要的,以满足最近的高红移SFR密度约束。
2021-09-13 astro-ph.GA
Connecting the metallicity dependence and redshift evolution of high-mass X-ray binaries
星系中高质量X射线双星(HMXB)的积分X射线光度($L_{\mathrm{X}}$)与其恒星形成率(SFR)相关,并且这种相关性的归一化随红移的增加而增加。布居合成模型表明,$L_{\mathrm{X}}$ /SFR的红移演化是由HMXB的金属丰度($Z$)依赖性驱动的,最近在$z\sim2$使用星系提出了这种联系的第一个直接证据。为了用更可靠的测量证实这一结果并更好地约束$L_{\mathrm{X}}$ -SFR- $Z$关系,我们研究了低红移下$L_{\mathrm{X}}$ /SFR的$Z$依赖性。利用$z=0.1-0.9$的恒星形成星系样本和来自hCOSMOS和zCOSMOS巡天的光谱,我们堆叠了来自COSMOS Legacy巡天的\textit{Chandra}数据,以测量在三个红移范围内作为$Z$的函数的平均$L_{\mathrm{X}}$ /SFR:$z=0.1-0.25$,$0.25-0.4$和$0.5-0.9$。我们没有发现$L_{\mathrm{X}}$ -SFR- $Z$关系随红移的显著变化.我们的结果提供了进一步的证据,$Z$的HMXB的依赖是负责的红移演变的$L_{\mathrm{X}}$ /SFR。将所有可用的$z>0$测量值组合在一起,我们得到最佳拟合的$L_{\mathrm{X}}$ -SFR- $Z$关系,并评估不同的群体合成模型如何描述数据。这…
2020-04-27 astro-ph.GA astro-ph.HE
Conditional Quenching: A detailed look at the SFR-Density Relation at z ~ 0.9 from ORELSE
利用大尺度环境下的红移演化观测数据,研究了z ~ 0.9处的恒星形成率(SFR)与密度的关系。我们发现SFR确实依赖于环境,但仅限于中等恒星质量的星系(10^10.1 < M* / Msol < 10^10.8),其中最高密度时的中值SFR比低密度时小0.2-0.3 dex,显著性为4 sigma。有趣的是,质量并不驱动SFR;质量更大/更小的星系的SFR在所有环境中的变化最多约为20%,没有统计学上的显著依赖性。我们进一步将星系分成低红移(z ~ 0.8)和高红移(z ~ 1.05)子样本,并观察到几乎相同的行为。我们设计了一个简单的玩具模型来探索可能的恒星形成历史(SFHS)的星系之间的这些红移的演变。该模型的关键假设是,在给定的环境-恒星质量仓中的恒星形成星系可以被描述为两个指数时间尺度(SFR ~ e^(-t/tau))的叠加:一个是长τ时间尺度,τ = 4 Gyr,模拟“正常”的恒星形成星系,另一个是短τ时间尺度,自由τ(介于0.3 <τ/Gyr < 2之间),模拟淬灭轨道上的星系。在一般情况下,我们发现,居住在低/高环境密度的星系更重的加权长/短tau路径分别,我们认为这是一个签名的环境淬火。此外,对于中等恒星质量的星系,这种过渡开始于中等密度的环境,这表明环境淬火是相关的组状晕和/或集群的下落区域。
2018-12-11 astro-ph.GA
Analysis of the spectra observed from GRB061007, GRB061121, GRB080605, GRB090926B, GRB080207 and GRB070521 host galaxies. Ha and SFR trends
本文通过模拟最近观测到的线状和连续谱,计算了一个红移范围为1<z<2.1的长伽玛暴(LGRB)宿主星系的物理条件和N/H和O/H相对丰度。在更广泛的红移范围z<3内,这些结果与先前计算的LGRB宿主星系一致。我们分析恒星形成率(SFR)内的LGRB主机的基础上的Ha通量。它们与本地低光度星暴(SB)星系,个别HII地区的本地星系以及LGRB宿主星系在中等和相对较高的红移进行了比较。增强的SFR在附近星系的HII区域内的解释是一个相对较高的填充因子,其特征是“个别区域”,而不是“整个星系”,这是通常所提出的意见。星系中的碎片物质来自祖先的合并。我们检验了被捕获到尘埃颗粒的冰帽中的O_2和N_2分子的冰的形态转变释放是否可以解释整个红移过程中的N/O比。我们已经发现,通过模拟光谱计算出的冲击速度足够高,足以完全摧毁冰幔。因此,防止二次氮形成是解释z<1时低N/O比的有效假设。SFR随z增加的趋势大致类似于N/O的趋势。
2020-05-31 astro-ph.GA
Star-formation rates of cluster galaxies: nature vs nurture
我们分析了17个星系团,并首次研究了SFR和sSFR作为投影距离(作为环境的代理)和恒星质量的函数的依赖关系,在中高红移范围($0.4 < z < 0.9$)的星系团星系。我们使用了九个通量点(BVRIZYJHKs星等)及其误差和红移,通过谱能量分布拟合技术计算了M $_{\rm{star}}$、SFR和sSFR。我们使用z依赖的sSFR值来区分恒星形成(SF)从静止星系。为了分析SFR和sSFR的历史,我们将我们的样本分成两个红移仓:$0.4 < z < 0.6$和$0.6 < z < 0.9$的星系。我们通过比较在固定环境(投影半径)和固定恒星质量下的恒星形成星系和静止星系的性质,分离了环境和恒星质量对星系的影响。对于选定的光谱样本的500多个星系,众所周知的SFR和$M_{\rm star}$之间的相关性已经在$z \sim 0.9$,SF和淬火星系。我们的研究结果是一致的,没有证据表明,SFR(或sSFR)取决于环境,这表明,在一个中等到高的红移范围内的星系团星系,质量是驱动SFR的主要特征。
2018-05-30 astro-ph.GA
The Impact of Star Formation and Gamma-Ray Burst Rates at High Redshift on Cosmic Chemical Evolution and Reionization
最近对总光度密度的观测,在建立高红移恒星形成率(SFR)方面取得了重大进展。同时观测到的伽马射线暴率也被用来提取高红移的SFR。SFR反过来可以用来预测宇宙的电离历史,化学丰度和超新星速率。我们比较了预测使用的层次模型的宇宙化学演化的基础上最近提出的三个SFR:两个基于提取的SFR从观测到的伽马射线暴率在高红移,和一个基于观测到的星系光度函数在高红移。利用WMAP/Planck的光学深度和再电离时期的数据,我们发现只有从高红移的伽马射线暴数据推断的SFR才足以允许从z = 0延伸到红移> 10的单一恒星形成模式(在初始质量函数中)。对于基于观测到的星系光度函数的更保守的SFR的情况,宇宙的再电离历史需要一个双峰IMF,其中至少包括一个在高红移(z> 10)的同时代高(或中等)质量恒星形成模式。因此,我们在这里也考虑一个更一般的双峰情况下,其中包括一个早期形成的高质量模式作为第四个模型来测试宇宙的化学历史。我们计算的几种微量元素的丰度,以及预期的超新星率,恒星质量密度和特定的SFR,sSFR,作为一个函数的红移考虑的四个模型。我们的结论是,在高红移的全球金属丰度和光学深度的观测约束,有利于看不见的微弱,但活跃的恒星形成星系在最近的许多研究中指出。
2014-09-08 astro-ph.CO astro-ph.GA
The [CII] 158 micron line emission in high-redshift galaxies
在158微米处的[CII]精细结构转变是冷星际气体的主要冷却线,并且是从远红外到米波长的恒星形成星系的发射线中最亮的。随着ALMA和NOEMA的出现,能够探测高红移星系中的[CII]线发射,人们越来越有兴趣使用[CII]线作为星系中气体物理条件的探测器,并作为z>4的SFR指标。在本文中,我们使用星系演化的半解析模型(G.A.S.)结合代码CLOUDY来预测大量星系在4< z<8时的[CII]光度。在这样高的红移,CMB代表了一个强大的背景,我们讨论了它的[CII]线的亮度的影响。我们研究了LCII-SFR和LCII-Zg关系,发现它们从z=4到z=8都不随红移强烈演化。具有较高[CII]光度的银河系往往具有较高的金属丰度和较高的恒星形成率,但相关性非常广泛,LCII-SFR的散射约为0.5 dex。我们的模型再现了在高红移恒星形成星系中观察到的LCII-SFR关系,[CII]光度低于当地LCII-SFR关系的预期。因此,局部观察到的LCII-SFR关系在高z下不适用。我们的模型自然会产生[CII]赤字,这似乎与我们模拟的星系中辐射场的强度密切相关。然后,我们预测的[CII]光度函数,并表明,它有一个幂律形式的LCII探测的模型与斜率α =1的范围内。斜率没有从z=4发展到z=8,但[CII]-发射体的数量密度降低了20倍。我们讨论我们的预测的背景下,目前的观测估计的微分和累积光度…
2017-11-02 astro-ph.GA
Evolution of Intrinsic Scatter in the SFR-Stellar Mass Correlation at 0.5<z<3
我们给出了恒星形成率(SFR)-恒星质量(M*)相关性中的内禀散射的估计,其红移范围为0.5 < z < 3.0,质量范围为10^7 < M* < 10^11 Msun。我们在哈勃超深场(HUDF 12),紫外线超深场(UVUDF)活动和CANDELS/GOODS-S中使用测光。我们估计SFR,M* 从宽带光谱能量分布(SED)和最好的可用红移。HUDF测光的最大深度(F160 W 29.9 AB,5 sigma深度)探测到SFR-M* 的相关性下降到M* ~ 10 ^7 Msun,M* 比以前的研究低10- 100倍,与本地宇宙中的矮星系相当。我们发现SFR-M* 关系的斜率在所有红移处都接近1,并且归一化随宇宙时间而减小。我们发现一个温和的增加内在的散射与宇宙时间从0.2到0.4德克斯整个时代的峰值宇宙恒星形成。我们的红移箱在低质量下没有显示出统计学上显著的内在散射增加。然而,它仍然可能是内在的散射增加在低质量的时间尺度短于约1亿年。我们的研究结果与恒星质量从10^7兆太阳到超过三个数量级的星系逐渐自相似聚集的图像是一致的。
2016-02-11 astro-ph.GA
A Turnover in the Galaxy Main Sequence of Star Formation at $M_{*} \sim 10^{10} M_{\odot}$ for Redshifts $z < 1.3$
利用在宇宙2度$^2$场的$z \le 1.3$上选取的$\sim$ 62,000个恒星形成星系的质量样本,重新检验了星系恒星形成率(SFR)和恒星质量($M_\ast$)之间的关系。使用新的远红外测光从$Herschel$ -PACS和SPIRE和$Spitzer$ -MIPS 24 $μ$ m,随着推导出的红外光度从NRK方法的基础上星系的位置在restframe颜色-颜色图$(NUV - r)$与$(r - K)$,我们能够更准确地确定总的SFR为我们完整的样本。在所有红移下,$SFR$中值和$M_\ast$中值之间的关系在低恒星质量下遵循幂律,而在高恒星质量下接近常数SFR。我们描述了一个新的参数化,提供了最佳的主序列和低质量幂律斜率,周转质量和整体缩放的特点。在所有的红移中,主序的转换发生在特征质量约为$M_{0} \sim 10^{10} M_{\odot}$的地方。低质量幂律斜率范围为0.9-1.3,SFR中的整体缩放上升为$(1+z)^{4.12 \pm 0.10}$的函数。在周转量以下和以上的破幂律拟合给出周转量以下的$SFR \propto M_{*}^{0.88 \pm 0.06}$和周转量以上的$SFR \propto M_{*}^{0.27 \pm 0.04}$的关系。质量比$M_\ast \gtrsim 10^{10}\ M_{\rm \odot}$大的…
2015-01-06 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 Evolution of Brightest Cluster Galaxies in the Nearby Universe II: The star-formation activity and the Stellar Mass from Spectral Energy Distribution
我们利用SDSS和WISE的光学和红外数据研究了位于$0.05 < z < 0.42$的$\sim$ 56,000个最亮星系团的恒星形成活动。通过SED拟合估算了恒星质量和恒星形成率(SFR),研究了SFR随红移的演化以及BCG恒星质量、星团晕质量和冷却时间对恒星形成的影响。我们的BCG有$SFR = 1.4\times10^{-3}-275.2$ [ $\rm M_{\odot}$ /yr]和$sSFR=5 \times 10^{-15}-6 \times 10^{-10}$ [yr $^{-1}$ ]。我们发现,恒星形成的BCGs更丰富,在较高的红移和更高的$SFR$比在较低的红移。在$0.05 < z < 0.42$处,恒星形成BCGs($f_{\rm SF}$)的分数从30%变化到80%。尽管$f_{\rm SF}$的大值,我们表明,只有13%的BCGs位于恒星形成的主要序列的场星系在相同的红移。我们还发现,$f_{\rm SF}$仅弱依赖于$\rm M_{200}$,而它急剧减少与$\rm M_{*}$。最后,我们发现,在BCGs的$SFR$减少与增加$\rm t_{cool}$,这表明恒星的形成与冷却的集群内的介质。然而,我们也发现$\rm M_{*}$和$\rm M_{200}$与$\rm t_{cool}$的弱相关,这表明活动星系核正在加热BCGs周围的星系团内气体…
2022-01-03 astro-ph.GA
[CII] line intensity mapping the epoch of reionization with the Prime-Cam on FYST
我们预测的三维强度功率谱(PS)的[CII] 158 $\,μ$米线的整个时代(和后)再电离在红移从$\approx$ 3.5至8。我们研究了弗雷德杨亚毫米望远镜(FYST)的线强度映射(LIM)调查中的PS的可探测性。我们使用Illustris TNG 300 -1 $Λ$ CDM模拟并采用星系的恒星形成活动和[CII]光度($L_{[CII]}$)之间的关系,在$z\approx$ 3.7、4.3、5.8和7.4的红移仓中创建了模拟[CII]断层扫描。一个恒星形成率(SFR)被分配到暗物质晕在Illustris模拟在两种方式:(i)我们采用的SFR计算的Illustris模拟,(ii)我们匹配的丰度晕的SFR跟踪观测到的尘埃校正的紫外线光度函数的高红移星系。该$L_{[CII]}$是相关的SFR从星系形成的半解析模型,从一个高红移星系的流体动力学模拟,或从高红移[CII]星系调查。通过模拟断层扫描计算[CII]强度PS,以评估FYST预期观测能力的可检测性。预测的[CII]强度功率谱的幅度变化超过10倍,这取决于选择的晕星系SFR和SFR的$L_{[CII]}$的关系。在计划的$4^{\circ} \times 4^{\circ}$ FYST LIM调查中,我们预计检测到的[CII] PS高达$z \approx$ 5.8,甚至可能高达$z \approx $ 7.4。设想的F…
2021-11-24 astro-ph.GA
Evolution of Interstellar Medium, Star Formation, and Accretion at High Redshift
利用ALMA观测的长波长尘埃连续谱估计了宇宙场中z = 0.3~4.5的708个星系的星际介质质量。星系样本具有已知的远红外光度,因此,恒星形成率(SFR)和恒星质量(M $_{\rm *}$)从光学-红外光谱拟合。的星系样品SFR从主序列(MS)到50倍以上的MS。导出的ISM质量被用来确定气体质量的红移,M $_{\rm *}$,和特定的SFR(sSFR)相对于MS的依赖性。ISM质量增加约0.63功率的SFR的增加率与红移和0.32功率的sSFR/sSFR $_MS$。SF效率也随着SFR红移的0.36次幂和MS上方海拔的0.7次幂而增加;因此早期活动的增加是由ISM质量和SF效率的增加驱动的。使用导出的ISM质量函数,我们估计的吸积率的气体需要保持连续性的MS演变($>100$ \msun年$^{-1}$在z $>$ 2.5)。简单的幂律依赖性同样来自气体吸积率。我们认为,星系的整体演化是由气体吸积率。总ISM质量的宇宙演化的估计和链接到SF和活动星系核活动的早期时期的演变。
2017-04-13 astro-ph.GA
On the [CII]-SFR relation in high redshift galaxies
经过两个ALMA观测周期,只有少数的[CII] $158\,μm$发射线搜索z>6星系报告了积极的检测,质疑本地[CII]-SFR关系的适用性高z系统。为了研究这个问题,我们使用Vallini等人2013(V13)模型,基于高分辨率的辐射传输宇宙学模拟来预测z~7(晕质量$M_h=1.17\times10^{11}M_{\odot}$)星系星际介质的[CII]发射。我们改进了V13模型,包括(a)物理动机的金属(Z)分布的气体,(b)的贡献的光解离区(PDR),(c)宇宙微波背景的影响[CII]线光度。我们研究了在不同的SFR和Z值下,扩散中性气体对总[CII]发射($F _{diff}/F_{tot}$)的相对贡献。我们发现,[CII]发射主要来自PDR:无论星系的属性,$F _{diff}/F_{tot}\leq 10$ %,因为,在这些早期的时代,CMB温度接近自旋温度的[CII]转变在冷中性介质($T_{CMB}\sim T_s^{CNM}\sim 20$ K)。我们的模型预测高z [CII]-SFR关系与本地矮星系($0.02<Z/Z_{\odot}<0.5$)的观测结果一致。实际数据(BDF 3299中z~7.1处的$L_{CII}<2.0\times 10^7 L_{\odot}$)表明的[CII]不足,如果得到更深层次的ALMA观测的证实,可以归因于恒星负反馈破坏了…
2015-09-17 astro-ph.GA
Bayesian hierarchical modelling of the $\mathrm{M_{\star}}$-SFR relation from 1<z<6 in ASTRODEEP
哈勃前沿场提供了一个机会,可以探测恒星形成星系主序列的高红移演化,由于大质量星系团的前景透镜,其质量比空白场中可能的质量更低。我们使用BEAGLE SED拟合程序从ASTRODEEP星表中的星系导出恒星质量、$\mathrm{M_{\star}}=\log(M/\mathrm{M_{\odot}})$、SFR、$Ψ=\log(ψ/\mathrm{M_{\odot}}\,\mathrm{yr}^{-1})$和红移。我们在$1.25<z<6$上拟合主序列的完全贝叶斯分层模型,形式为$Ψ= α_\mathrm{9.7}(z) + β(\mathrm{M_{\star}}-9.7) + \mathcal{N}(0,σ^2)$,同时明确建模离群值分布。$\mathrm{M_{\star}}=9.7$处的红移相关截距参数化为$α_\mathrm{9.7}(z) = \log[N (1+z)^γ] + 0.7$。我们的研究结果同意增加归一化的主序列的高红移,以下的红移依赖的气体吸积速率到暗物质晕与$γ=2.40^{+0.18}_{-0.18}$。我们测量了$β=0.79^{+0.03}_{-0.04}$和$σ=0.26^{+0.02}_{-0.02}$的斜率和固有散射。我们发现,采样的SED提供的组合过滤器(哈勃+地基KS波段+斯皮策3.6和4.5 $\mathrm{μm}$)是不足以约束$\m…
2022-07-13 astro-ph.GA
The CGM-GRB Study II: Outflow-Galaxy Connection at z ~ 2-6
我们用27个红移为$z=2-6$的伽玛暴样本来探测它们各自的宿主星系($\mathrm{log(M_*/M_{\odot})}~\sim~9-11$)的外流,并寻找外流性质与宿主星系(如$\mathrm{M_*}$、SFR和特定SFR)的可能关系。首先,我们考虑三个流出属性$-$流出柱密度($\mathrm{N_{out}}$),最大流出速度($\mathrm{V_{max}}$),和归一化的最大速度($\mathrm{V_{norm}}$ = $\mathrm{V_{max}/V_{circ, halo}}$,其中$\mathrm{V_{circ,halo}}$是晕圆速度)。我们观察到$\mathrm{N_{out}}$和$\mathrm{V_{max}}$在高离子示踪流出中随着SFR增加的明显趋势,具有更强的($>~3σ$)$\mathrm{V_{max}}-$ SFR相关性。我们发现,估计的质量流出率和动量通量的高离子流出规模与SFR,并可以支持由恒星形成(超新星和恒星风)的动量。高离子示踪流出与SFR的运动学相关性是类似的恒星形成星系在低红移观察。在低离子中,与SFR的相关性较弱。这与低离子中较低的检测分数一起表明流出主要是高离子主导的。我们还观察到一个强大的($>~3σ$)趋势的归一化速度($\mathrm{V_{norm}}$)减少与晕质量和sSFR增加,这表明低质量的…
2022-03-09 astro-ph.GA
The mass-metallicity relation at z~1-2 and its dependence on star formation rate
我们提出了一个新的测量气相质量金属丰度关系(MZR),和它的依赖于恒星形成率(SFR)在1.3 < z < 2.3。我们的样本包括1056个星系,平均红移z = 1.9,确定从哈勃空间望远镜宽视场相机3(WFC 3)棱镜光谱在宇宙大会近红外深河外巡天(CANDELS)和WFC 3红外光谱平行巡天(WISP)。这个样本比之前在z ~ 2处的金属丰度调查大4倍,恒星质量也低了一个数量级(10^8 M太阳)。使用堆叠光谱,我们发现MZR相对于z ~ 0.1演化0.3 dex。此外,我们确定了一个49个星系的子集,具有高信噪比(SNR)光谱和红移在1.3 < z < 1.5之间,其中H-alpha发射与[OIII]和[OII]一起观察。在这些对象中的SFR的精确测量,我们确认存在的质量金属丰度SFR(M-Z-SFR)的关系在高红移。这些星系表现出系统的差异,从本地的M-Z-SFR关系,这取决于所采用的本地关系的测量。然而,仍然很难确定这些差异是否可能是由于红移的演变,因为本地M-Z-SFR关系在我们的样品的质量和SFR的约束很差。最后,我们在IllustrisTNG流体动力学模拟中再现了我们的样本选择,表明我们的线通量限制将模拟MZR的归一化降低了0.2 dex。我们表明,M-Z-SFR关系在IllustrisTNG有一个SFR的依赖性,是太陡峭的一个因素,约三。
2021-07-01 astro-ph.GA
The Redshift Evolution of the Relation between Stellar Mass, Star Formation Rate, and Gas Metallicity of Galaxies
利用Sloan数字巡天数据Release 7的星系样本,研究了星系的恒星质量($M_\star$)、恒星形成率(SFR)和金属丰度($Z$)之间的关系,即基本金属丰度关系。我们把星系分成窄的红移区间,比较了不同红移下的关系,发现了统计上显著的($> 99$ %)演化。我们测试了各种可能导致看似$Z$演化的观测效应,发现仅用观测效应很难解释关系的演化。在当前的低红移星系样本中,从不同的红移采样到了具有不同$M_\star$和SFR的星系,并且在$M_\star$ /SFR和红移之间存在简并。因此,区分$Z$和SFR之间的关系与$Z$和红移之间的关系并不简单。从红移演化效应中分离出星系的内禀关系是理解星系演化的一个关键问题。
2012-10-17 astro-ph.CO astro-ph.GA
ISM excitation and metallicity of star-forming galaxies at z~3.3 from near-IR spectroscopy
我们研究了$3 \lesssim z \lesssim 3.7$上41个正常恒星形成星系的恒星质量、恒星形成率(SFR)、电离态和气相金属丰度之间的关系。气相氧丰度,电离参数,电离气体的电子密度来自与Keck/MOSFIRE获得的近红外光谱上测量的静止帧光学强发射线。通过光谱能量分布拟合,我们去除了宽带通量中这些强发射线的影响来计算恒星质量,而SFR来自于尘埃校正的紫外光度。电离参数与特定的SFR弱相关,但电离参数和电子密度与其他全球星系性质,如恒星质量,SFR和金属丰度不相关。$z\simeq3.3$的质量-金属丰度关系(MZR)表明,在相同的恒星质量下,其金属丰度比$z=0$低$\simeq 0.7$ dex。我们的样本显示了从局部定义的质量-金属丰度-SFR关系中偏移了$\simeq 0.3$ dex,这表明简单地将这种关系外推到更高的红移可能会预测MZR的不正确演化。此外,在不确定性,我们发现没有SFR金属丰度的相关性,这表明SFR在控制金属丰度在高红移的作用不太重要。最后,我们使用Lilly等人(2013)的模型研究了MZR的红移演化,发现观测到的从$z=0$到$z\simeq3.3$的演化可以通过假设恒星形成效率的弱红移演化的模型来解释。
2016-02-08 astro-ph.GA
CEERS: Increasing Scatter along the Star-Forming Main Sequence Indicates Early Galaxies Form in Bursts
本研究利用CEERS巡天数据,通过BAGPIPES拟合不同时标恒星形成率,发现高红移星系SFR-M*关系离散度随红移和质量增大而升高,表明早期星系以爆发式形成恒星,存在休眠阶段,占空比随红移升高而降低。
2023-12-15 astro-ph.GA
The First Robust Constraints on the Relationship Between Dust-to-Gas Ratio and Metallicity in Luminous Star-forming Galaxies at High Redshift
我们提出了一个样本的四个星系在阿塔卡马大型毫米/亚毫米阵列哈勃超深场(ALMA HUDF)的休息光学光谱特性。这些星系跨越红移范围$1.41 \leq z \leq 2.54$和恒星质量范围$10.36\leq\log(M_*/{\rm M}_{\odot})\leq10.91$。他们有现有的远红外线和无线电测量尘埃连续体和分子气体排放量热恒星形成率(SFR),尘埃质量和分子气体质量已估计。我们使用来自Keck/MOSFIRE摄谱仪的新的$H$和$K$波段近红外光谱来估计来自灰尘校正的H $α$发射(SFR(H $α$))的SFR和来自[NII] $λ6584$ /H $α$比率的气相氧丰度。我们发现,灰尘校正的SFR(H $α$)是系统低于测热SFR的几个因素,并测量气相氧丰度在一个狭窄的范围内,$12+\log(\mbox{O/H})=8.59-8.69$($0.8-1.0\: (\mbox{O/H})_{\odot}$)。相对于一个大的$z\sim 2$比较样本的MOSDEF调查,ALMA HUDF星系分散大致对称的最佳拟合的线性质量金属丰度关系,提供了初步的证据,在高恒星质量的金属丰度的SFR依赖平坦。结合氧丰度与尘埃和分子气体质量的估计,我们表明,没有显着的演变,在规范化的尘埃-气体比DGR与金属丰度关系从$z\sim0$到$z\sim2$。这一结果与一些描述星系尘埃演化…
2020-10-28 astro-ph.GA
Reconstructing the star formation rate for compact binary populations with the Einstein telescope
本文提出一种不依赖族群模型的方法,利用爱因斯坦望远镜重建星族I+II和星族III致密双星族群的恒星形成率密度,并约束星族III恒星形成的终止红移,证明ET可区分至少Δz~2的终止红移差异。
2023-11-05 astro-ph.GA astro-ph.HE
Modelling the M*-SFR relation at high redshift: untangling factors driving biases in the intrinsic scatter measurement
我们提出了一种方法,自洽地传播M $_{*}$和SFR($Ψ$)的不确定性的截距,斜率和内禀散射估计的一个简单的模型的主要序列的恒星形成星系的$Ψ= α+ β$ M $_{*} + \mathcal{N}(0,σ)$。从简单的理想化模型建立了宽带测光从近红外相机过滤器在$z\sim5$,我们测试的方法,并比较文献中的方法。简化$Ψ$的估计,根据灰尘校正的MUV可以帮助减少模板集退化的斜率和截距估计的影响,但行为偏差的内在散射估计。我们发现,单独的宽带通量不能约束从发射线的贡献,这意味着强先验的发射线的贡献是必需的,如果没有中带约束。因此,在高红移,其中发射线贡献了更高的分数的宽带流量,光度拟合是敏感的$Ψ$变化短($\sim$ 10百万年)的时间尺度。先验的年龄施加一个恒定的(或上升)的恒星形成历史(SFH)不允许一个调查可能的依赖$σ$对M $_{*}$在高红移。延迟指数SFH有较少的约束先验,但不占$Ψ$的变化在短时间尺度上,一个问题,如果$σ$增加,由于恒星形成的随机性。一个简单的SFH与当前的恒星形成解耦从以前的历史是合适的。我们表明,对于简单的确定性时间计算假设点源,低水平的灰尘,我们应该能够获得无偏估计的主序列下降到日志(M/M $_{\odot}$)$\sim$ 8在$z\sim5$与詹姆斯韦伯太空望远镜,同时允许随机性的恒星形成。
2021-05-07 astro-ph.GA
The Redshift Evolution of Ultraluminous X-Ray Sources out to z~0.5: Comparison with X-Ray Binary Populations and Contribution to the Cosmic X-Ray Background
超铝X射线源(ULX)被认为是一种强大的X射线双星(XRB),可能对恒星形成星系的红移依赖的X射线发射有重要贡献。我们收集了一个红移范围z=0.002-0.51的259个ULX的均匀样本,以限制它们的物理性质和它们对宇宙X射线背景(CXB)的贡献。该样本是由交叉匹配的星系从斯隆数字巡天与钱德拉源目录和选择非核X射线源后,应用天体测量校正。污染物的分数约为30%,没有显示出红移的演变。宿主星系的恒星形成率(SFR)系统地升高相对于母样本匹配时,在主机恒星质量。特定的SFR表明对高质量XRB略有偏好,并且与宿主星系恒星质量和SFR的X射线光度标度关系表明,最高红移源代表相对明亮的XRB种群,主导其宿主星系的X射线发射。在我们的样本的整个范围内,至少有一个ULX的星系的比例随着红移而增加,正如预期的那样,如果ULX优先在具有高SFR和低金属丰度的星系中发现。在z~0.5处,ULX X射线通量与恒星形成星系的X射线发射一致。此外,ULX可能占正常星系群中XRB的积分通量的约40%,z约为0.5,这表明它们可能对星系的整体电离辐射有显着贡献。
2022-05-02 astro-ph.GA
Star formation rates and stellar masses from machine learning
恒星形成活动是探索宇宙结构形成、揭示宇宙大尺度结构的重要性质。这些信息可以从恒星形成率(SFR)和恒星质量(Mstar)中推导出来,这两个参数,尤其是SFR,是非常复杂的估计。从紫外、光学或红外光度确定这些量依赖于复杂的建模和星系类型的先验知识。我们提出了一种基于机器学习算法随机森林的方法来估计红移在0.01 <z <0.3范围内的星系的SFR和Mstar,与它们的类型无关。机器学习算法以近红外的红移、WISE光度和WISE颜色作为输入,并在SDSS MPA-JHU DR8目录中提取的光谱SFR和Mstar上进行训练作为输出。我们表明,我们的算法可以准确地估计SFR和Mstar的σ_SFR = 0.38 dex和σ_Mstar = 0.16 dex的SFR和恒星质量的散射,分别,它是无偏的红移或星系类型。WISE卫星的全天空覆盖使我们能够用光谱红移在0.01 <z <0.3的范围内来观测银河系掩模之外所有星系的恒星形成活动。该方法也可以应用于光度红移星表,在红移范围0.1 <z <0.3内获得sigma_SFR = 0.42 dex和sigma_Mstar = 0.24 dex的最佳散射。
2019-01-07 astro-ph.CO astro-ph.GA
A magnified view of star formation at redshift 0.9 from two lensed galaxies
我们提出了新的窄带H α图像从哈勃太空望远镜的两个红移0.91星系已透镜的前景星系团阿贝尔2390。这些数据探测小至0.3千秒差距的空间尺度,提供了一个放大的恒星形成的形态在一个时代,当全球恒星形成率高。然而,尘埃衰减了我们的空间分辨恒星形成率(SFR)指标,H α和休息紫外线发射,我们缺乏一个直接的测量消光。其他研究发现,星系中的电离气体往往比恒星更模糊约50%;然而,如果对SFR进行未经验证的测量,我们可以量化恒星与星云的相对消光以及Hα的消光。我们从斯皮策和赫歇尔中到远红外观测推断SFR,并将其与综合H α和静止紫外SFR进行比较;这产生了与以前研究一致的恒星到星云消光比。我们利用高的空间分辨率和上下文这些结果的源平面形态,比较H α的分布的休息帧UV和光学光。在一个星系中,我们在视觉上不同的团块中测量单独的SFR,但只能对灭绝和恒星形成设定一个下限。因此,这些数据也与电离气体和恒星的视线上有等量的消光相一致。未来的远红外观测可以通过直接绘制尘埃来解决这个问题。
2014-11-13 astro-ph.GA
Constraints on the Redshift Evolution of the L_X-SFR Relation from the Cosmic X-Ray Backgrounds
对本地恒星形成星系的观测揭示了星系形成恒星的速率和它们的X射线光度之间的相关性。我们结合这种相关性与最近的观测约束的综合恒星形成率密度,发现恒星形成星系占5-20%的总软,硬X射线背景,其中精确的数字取决于能量带和假设的平均X射线光谱能量分布的星系低于20 keV。如果我们将L_X-SFR关系与最近导出的恒星形成率函数相结合,我们发现那些X射线通量远低于Chandra深场探测阈值(超过10倍)的恒星形成星系,可以完全解释未分辨的软X射线背景,这相当于其总量的6%。受此结果的启发,我们限制了参数c_X \equiv L_X/SFR的允许红移演化,和/或其向更低和更高的恒星形成率的演化。若将c_X ~(1+z)^b的红移演化参数化,则b \leq = 1.3(95% CL)。另一方面,观测到的恒星形成星系的X射线光度函数(XLF)表明,c_X可能在与X射线背景一致的水平上向更高的红移和/或更高的恒星形成率方向增加,但可能与局部观测到的L_X-SFR关系不一致。
2011-11-30 astro-ph.CO astro-ph.GA
The dependence of galaxy clustering on stellar mass, star-formation rate and redshift at z = 0.8-2.2, with HiZELS
深,近红外窄带调查HiZELS已经在z = 0.8,1.47和2.23的窄红移切片内获得了H-α发射恒星形成星系的强大样本。在本文中,我们区分恒星质量和恒星形成率(SFR)的这些星系的集群的依赖。在高恒星质量(M/M_sol>2x10^10)下,HiZELS选择了靠近所谓的恒星形成主序星的星系,观察到成团强度随着恒星质量(与先前对质量选择星系样本的研究结果一致)和SFR的增加而强烈增加。这两个依赖关系被证明独立成立。在较低的恒星质量,然而,在HiZELS探测高特定的SFR星系,有很少或没有依赖于恒星质量的集群强度,但对SFR的依赖仍然存在:高SFR低质量星系被发现在更大质量的暗物质晕比他们的低SFR同行。我们认为,这是由于环境驱动的恒星形成在这些系统中。我们采用相同的选择标准的EAGLE宇宙学流体动力学模拟。我们发现,在EAGLE,高SFR低质量星系的中心星系在更大质量的暗物质晕,其中高SFR是由(晕驱动)增加的气体含量。
2018-01-15 astro-ph.CO astro-ph.GA
"Red" but Not "Dead": Actively Star-forming Brightest Cluster Galaxies at Low Redshifts
布里渊星系团星系团(BCGs)被认为是在早期聚集了大部分恒星,因此,它们应该是被动地在低红移下演化,看起来“红死”。“然而,有报道说,少数低红移的BCG仍然有几个甚至$\sim$ 100 $M_\odot/yr$的持续恒星形成率(SFR)。这种BCGs存在于“冷核”(“CC”)星团中,它们的恒星形成被认为是由“冷却流”推动的。“为了进一步研究低红移、恒星形成的BCGs的影响,我们使用来自宽视场红外巡天探测器(WISE)的22个$μ$ m数据(“W4”波段)对GMBCG目录进行了系统搜索,其中包含斯隆数字巡天(SDSS)确定的$0.1\lesssim z\lesssim 0.55$的55,424个BCGs。我们的样本由389个明亮的W4(“W4BCGs”)组成,大多数亮于5 mJy。虽然有些($\lesssim 20\%$)可能拥有活动星系核,但大多数W4 BCGs的强烈中红外辐射应归功于尘埃笼罩的恒星形成。它们的中位总红外光度($L_{IR}$)为$5\times10^{11} L_{\odot}$(SFR $\sim$ 50 $M_{\odot}/yr)$),整个样品的27%具有$L_{IR}>10^{12} L_{\odot}$(SFR $>$ 100 $M_{\odot}/yr$)。使用10个W4BCGs的钱德拉X射线数据,我们表明,其中7个可能是在CC集群。然而,在大多数情…
2017-12-05 astro-ph.GA
Evolution of star formation rate-density relation over cosmic time in a simulated universe: the observed reversal reproduced
利用IllustrisTNG宇宙流体动力学模拟研究了恒星形成率(SFR)-密度关系随宇宙时间的演化。我们构造了几个从$z=2.0$到$z=0.0$不同红移的星系样本,它们具有相同的共动数密度。在$z=0.0$,星系的SFR随局域密度的增加而减小,但随红移的增加,SFR对局域密度的依赖性变弱。在$z\gtrsim1.0$,星系的SFR随局域密度的增加而增加(SFR-密度关系的反转),并且其依赖性随着红移而变得更强。这种随红移变化的SFR-密度关系即使在固定星系质量的情况下仍然存在。SFR对星系团距离的依赖关系也显示出与基于局域密度的情况类似的红移变化,但在星系团中,在更高的红移$z\sim1.5$处发生逆转。另一方面,无论在$z=0.0-2.0$的红移如何,分子气体分数总是随局域密度而减小,即使当我们固定恒星质量时,这种依赖性变得更弱。我们的研究表明,在$z\gtrsim1.0$观测到的SFR-密度关系的逆转,可以成功地复制在宇宙学模拟。我们的结果与大质量恒星形成星系在高红移处强烈聚集,形成更大结构的想法一致。然后,这些星系通过与其他星系的频繁相互作用,比低密度区域的星系更快地消耗它们的气体,最终在本地宇宙中保持静止。
2019-07-08 astro-ph.CO astro-ph.GA
ALMA Lensing Cluster Survey: Dust mass measurements as a function of redshift, stellar-mass and star formation rate, from z=1 to z=5
利用 ALMA 透镜星系团巡天数据,通过连续谱叠加分析约 4000 个星系,测量了 z=1 至 z=5 的尘埃质量演化,发现其随红移下降并随恒星质量和恒星形成率增加,与低红移模型吻合但高红移处偏低。
2024-11-18 astro-ph.GA
Deep Extragalactic VIsible Legacy Survey (DEVILS): SED Fitting in the D10-COSMOS Field and the Evolution of the Stellar Mass Function and SFR-$M_\star$ relation
我们目前的恒星质量,恒星形成率,和辅助恒星人口参数的星系跨越$0<z<9$从深河外可见遗产调查(魔鬼)的目录。DEVILS是一个完整性非常高的深光谱红移巡天,覆盖了包括COSMOS(D10)在内的几个主要深场。我们的恒星质量和恒星形成率的估计是自洽使用光谱能量分布(SED)建模代码ProSpect,使用动机良好的参数化尘埃衰减,恒星形成的历史,和金属丰度演变。我们展示了这些改进,特别是我们的物理动机的假设金属丰度演变,有一个明显的系统性的影响推断恒星质量,在$\sim$\,0.2德克斯的水平。为了说明这些数据的科学价值,我们绘制了演化中的星系恒星质量函数(SMF)和$0<z<4.25$的SFR- $M_\star$关系。与过去的研究一致,我们发现SMF中的大部分演化是由特征密度参数驱动的,特征质量和低质量斜率的演化很小。当SFR- $M_\star$关系与$z>2.6$处的幂律无法区分时,我们看到了在低红移($z<0.45$)处关系弯曲的证据。这表明自宇宙正午以来,SFR- $M_\star$关系的标准化和形状都发生了演变。重要的是,我们只有在将我们新的DEVILS测量与从星系和质量大会(GAMA)调查中获得的低红移星系的一致值相结合时才能清楚地看到这种弯曲:这表明了在所有红移下对星系进行一致处理的力量。
2021-05-05 astro-ph.GA
Metallicity-Dependent quenching of Star Formation at High Redshift in Small Galaxies
低金属丰度星系的恒星形成率(SFR)敏感地依赖于气体金属丰度,因为金属对于介导从中温原子气体到冷分子气体的转变至关重要,这是恒星形成的必要前体。我们研究了这种效应对星系恒星形成历史的影响。我们将金属依赖的恒星形成和金属富集在一个简单的模型,遵循晕主祖进化。我们的模型表明,在质量小于~ 10^11 Msun的暗晕中,包含金属丰度的影响会导致红移z>2的恒星形成受到抑制,而在质量小于~10^9.5-10 Msun的暗晕中,这种抑制几乎达到了全部。我们发现,在高红移的SFR不能赶上气体流入率(IR),因为SFR是有限的自由落体时间,因为它是进一步抑制缺乏金属。因此,在每个星系中,SFR在时间上的增长速度比IR快,并且综合宇宙SFR密度随着时间的推移而上升。在高z时,原位SFR的抑制使得恒星质量的增长主要由非原位SFR控制,这意味着比SFR(sSFR)随时间保持恒定。在高z处强烈吸积的气体作为原子气体储集层聚集。这为恒星形成提供了额外的燃料,在10^10 - 10^12 Msun晕中,z ~ 1-3,这使得SFR超过瞬时IR,并可能实现更高的流出率。在z<1时,在IR由于普遍膨胀而随时间自然下降之后,SFR和sSFR预计会下降。我们指定的预期依赖的sSFR和金属量对恒星质量和红移。在给定的z和临界质量以下,这些关系被预测为分别是平坦的和上升的。我们的模型预测定性地匹配一些令人费解的功能,在…
2012-05-03 astro-ph.CO astro-ph.GA
A Critical Look at the Mass-Metallicity-SFR Relation in the Local Universe. I. An Improved Analysis Framework and Confounding Systematics
有人提出星系的质量-金属丰度关系对恒星形成率(SFR)具有次级依赖性,并且由此得到的M-Z-SFR关系可能是红移不变的,即,“根本。“然而,关于SFR依赖性的特征以及它是否存在的相互矛盾的结果已经被报道。为了深入了解矛盾结果的根源,我们(a)设计了一个非参数的,天体物理学动机的分析框架,该框架基于给定恒星质量下恒星形成(“主”)序列的偏移量(b)应用该方法并基于SDSS、GALEX和WISE数据对局部M-Z-SFR关系进行全面的再分析,(c)研究样本选择的影响,以及使用不同金属丰度和SFR指标的影响。我们发现,无论使用的指标,金属丰度与特定的SFR是反相关的。我们没有发现这种关系是虚假的,由于偏金属丰度测量,或光纤孔径效应所产生的相关性。我们强调的是,这种依赖性是弱/缺乏大质量星系($\log M_*>10.5$),并在M-Z-SFR关系的整体散射并没有大大减少从M-Z关系。我们发现,最高的SSFR星系以上的恒星形成序列的依赖性更强。在给定的$M_*$下,这种双模式行为可以用12+log(O/H)对log(SFR $/M_*$)的破线性拟合来描述。先前用于与较高红移样本进行比较分析的参数化,没有考虑局部M-Z-SFR关系的更详细行为,可能会错误地得出这些样本遵循不同关系的结论。
2014-12-20 astro-ph.GA
The interstellar medium of high-redshift galaxies: Gathering clues from C III] and [C II] lines
在本星系中观测到[C Ⅱ]线光度与恒星形成率(SFR)之间的紧密关系。在高红移(z > 5)时,星系反而偏离了局部$Σ$ _[C II] - $Σ$ _SFR关系。这种偏离可能是由于星系早期不同的星际介质性质所引起的。为了检验这一假设,我们将[C II]和SFR数据与[C III]线观测和我们的物理模型相结合。我们还研究了ISM属性,如突发性,$κ_s$,总气体密度,$n$,和金属性,$Z$,如何影响偏离$Σ$ _[C II] - $Σ$ _SFR关系在这些来源。本文介绍了三个星系在5.5 < z < 7的VLT/X-SHOOTER观测中的C Ⅲ] $λ1909$谱线发射。我们包括X-SHOOTER和VLT/MUSE档案数据的8个星系在2 < z < 7,和11个恒星形成系统在6 < z < 7.5,无论是C III]或[C II]检测文献报道。我们在HZ 10中检测到C III] $λλ1907, 1909$线发射,并推导出C III] $λ1909$线的固有积分通量。通过应用基于MCMC算法的物理激励模型,我们约束了我们的星系样本$κ_s$、$n$和$Z$的ISM属性。在大多数情况下,高z恒星形成星系显示出太阳下的金属丰度。大多数源具有$log(κ_s) > 1$,也就是说,它们超过肯尼卡特-施密特(KS)关系约一个数量级,这意味着整个KS关系可能在早期向上移动。此外,我们样本…
2022-06-17 astro-ph.GA
H-alpha as a Tracer of Star Formation in the SPHINX Cosmological Simulations
Institute of Science and Technology Austria(奥地利科学技术研究所);Univ Lyon, Univ Lyon1, Ens de Lyon, CNRS, Centre de Recherche Astrophysique de Lyon UMR5574(里昂大学、里昂第一大学、巴黎高等师范学校里昂分校、法国国家科学研究中心、里昂天体物理研究中心);University of Chicago(芝加哥大学)
本研究通过SPHINX模拟开发新的SFR(Ha)校准,以更准确地预测高红移星系的恒星形成率,减少预测误差并影响高红移星系人口统计学。
2026-02-11 astro-ph.GA
Analysis of the SFR - M* plane at z<3: single fitting versus multi-Gaussian decomposition
在恒星形成率-恒星质量(SFR-M*)平面上对星系的分析是对不同宇宙时期星系演化的有力诊断。我们考虑了从CANDELS/GOODS-S巡天中选取的24463个星系样本,对红移为0.5 $\leqslant z<$ 3,恒星质量大于3 dex的SFR-M * 关系进行了详细的分析。为了获得SFR估计,我们利用中红外和远红外测光时,所有其他星系和休息紫外线通量。我们进行我们的分析,在不同的红移箱,用两种不同的方法:1)一个线性回归拟合的所有恒星形成的星系,定义为那些特定的恒星形成率$\rm log_{10}(sSFR/yr^{-1}) > -9.8$,类似于通常在文献中做的; 2)多高斯分解,以确定星系主序列(MS),星暴序列和淬火星系云。我们发现,MS斜率变得平坦时,采用更高的恒星质量削减,并在高质量观测到的明显的斜率变化取决于SFR估计方法。此外,多高斯分解揭示了星暴人口的存在,增加对低恒星质量和高红移。我们发现在z=0.5-1.0的星系中,星爆约占5%,而在2 $<z<$ 3的星系中,它们约占16%,log $_{10}(M^{*})=$ 8.25-11.25。我们的结论是,在广泛的恒星质量范围内的多个组件的SFR-M* 的解剖是必要的,以了解通过宇宙时间的恒星形成的不同模式的重要性。
2017-10-17 astro-ph.GA
What drives the evolution of gas kinematics in star-forming galaxies?
最近的大型积分场摄谱仪(IFS)观测的一个重要结果是,由恒星形成气体追踪的星系的内禀速度色散随红移而增加。在z~2处已经存在大量的旋转主导盘,但它们在动力学上比本地宇宙中的螺旋星系更热。虽然已经提出了几种可能的机制来提高速度色散(例如恒星形成反馈,提高气体供应或更频繁的星系相互作用),但在高红移下速度色散增强的根本驱动力仍然不清楚。我们调查的起源,这种运动学的演变,使用一套宇宙学模拟的火(反馈在现实环境中)项目。虽然IFS的调查一般涵盖了更广泛的恒星质量比在这些模拟,模拟星系的内在速度色散,SFR和红移之间的趋势与观测一致。在观测和模拟的星系中,内禀速度色散与SFR呈正相关。内禀速度色散随红移的增大而增大,直到z~1,然后再增大.在FIRE模拟中,内在速度弥散在<1亿年的时间尺度上变化很大。这些变化密切反映了SFR和气体流入速率的时间演变。通过互相关对固有速度色散,气体流入率,和SFR,我们表明,增加气体流入导致随后增强的恒星形成,和增强的固有速度色散往往在时间上一致的气体流入率和SFR的增加。
2018-06-11 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 HerMES sub-millimetre local and low-redshift luminosity functions
我们使用宽区域调查超过39度$^2$的赫歇尔天文台SPIRE多波长相机,估计低红移,$0.02<z<0.5$,单色光度函数(LF)的星系在250,350和500 $\,μ$米。SPIRE通量密度还与斯皮策测光和多波长档案数据相结合,对SPIRE探测到的源进行完整的SED拟合分析,以计算精确的k-校正,以及热红外(8-1000 $\,μ$ m)光度函数及其低$z$演变。后者的整合促使我们也计算本地光度密度(LLD)和共动恒星形成率密度(SFRD)为我们的来源,并将它们与星系形成模型的理论预测进行比较。的光度功能显示显着和快速的光度演化已经在低红移,$0.02<z<0.2$,与L $_{IR}^* \propto (1+z)^{6.0\pm0.4}$和$Φ_{IR}^* \propto (1+z)^{-2.1\pm0.4}$,L $_{250}^* \propto (1+z)^{5.3\pm0.2}$和$Φ_{250}^* \propto (1+z)^{-0.6\pm0.4}$估计分别使用红外测辐射热和250 $\,μ$米LF。将我们的IR LD估计转换为SFRD,假设标准的Salpeter IMF,并包括基于本地星系UV尘埃未校正发射的未遮蔽贡献,我们估计SFRD $_0+0.08 z$的SFRD标度,其中SFRD $_0\simeq (1.9\pm 0.03)\times 10^{…
2015-11-19 astro-ph.GA
The SFR-M* Relation and Empirical Star-Formation Histories from ZFOURGE at 0.5 < z < 4
我们探索恒星形成的历史(SFHS)的基础上的恒星形成速率恒星质量关系(SFR-M*)的演变。使用来自四星星系演化巡天(ZFOURGE)的数据,结合斯皮策和赫歇尔天文台的远红外成像,我们测量了0.5 < z < 4的SFR-M* 关系。与最近的工作类似,我们发现星系的平均红外SED在广泛的红移和恒星质量范围内与单个红外模板大致一致,只有微弱的偏差。我们发现,在任何红移下,SFR-M* 关系都不符合SFR ~ M*^a形式的单一幂律;在低质量下,它的幂律斜率为a~1,在周转质量(M_0)为10^9.5 - 10^10.8 Msol时,它变得更浅,有证据表明M_0随着红移而增加。我们将我们的测量结果与最先进的宇宙学模拟结果进行比较,发现SFR-M* 关系的斜率基本一致,尽管存在系统性偏移。我们使用不断发展的SFR-M* 序列来生成SFH,发现单个星系的典型SFR在早期上升,在达到峰值后下降。对于质量更大的星系,这个峰值出现得更早。我们整合这些SFHS产生质量增长的历史和比较隐含的质量增长恒星质量函数的演变。我们发现,这两个估计是在广泛的定性协议,但有改进的空间,在更详细的水平。在早期,SFH提出的质量增长率比从恒星质量函数推断的要高出10倍。然而,在以后的时间SFH预测推断的演变,预计在由于合并的额外增长的情况下。
2015-11-03 astro-ph.GA
The relationship between star formation rate and radio synchrotron luminosity at 0 < z < 2
我们在北斯皮策广域红外河外巡天(SWIRE)观测场范围内研究了0 < z < 2星系中恒星形成率(SFR)和射电同步辐射光度之间的关系,以探讨从深射电观测计算宇宙恒星形成历史的一些假设。我们提出了新的610 MHz的巨型米波射电望远镜(GMRT)的欧洲大面积ISO调查(ELAIS)-N2字段的观测,并使用这些数据,以及以前的GMRT调查进行的ELAIS-N1和洛克曼洞地区,我们构建了一个样本的星系红移和SFR信息可从SWIRE调查。我们测试SFR和射电光度之间的局部关系是否适用于z = 2星系,并寻找这种关系与红移和SFR的演变,以检查导致同步辐射的物理过程是否保持不变自从宇宙中恒星形成的高峰以来。我们发现,无线电光度和恒星形成之间的本地校准可以成功地应用于无线电选择的高红移,高SFR星系,虽然我们确定了少数来源,这可能不是这种情况;这些来源显示了对它们的SFR的不准确估计的证据,但是也可能有一些来自物理效应的贡献,例如最近开始的星暴活动,或抑制这些星系内的射电光度。
2009-05-08 astro-ph.GA
SDSS IV MaNGA - An archaeological view of the Cosmic Star Formation History
我们提出了一个样本的恒星星族的考古学分析的结果,约4,000个星系的SDSS-IV-MANGA调查使用Pipe 3D观察。基于这种分析,我们提取了一个样本的~ 150,000 SFR和恒星质量,模拟一个单一的宇宙学调查,涵盖红移范围在z~0到z~7之间。我们确认,恒星形成的主序列持有作为一个紧密的关系,在这个范围内的红移,并强烈的零点和斜率的演变。这种演化是不同的本地恒星形成(SFG)和退休(RGS)星系的人口,与后者呈现出较强的零点和较弱的演化的斜率。RG的分数随着z迅速降低,特别是对于在z~0处被分类为RG的那些。与以前的研究相反,我们检测到远高于z>1的RGs,尽管不是所有的RGs都是局部RGs的祖细胞。最后,采用所需的校正,使调查完成在有限的体积质量,我们恢复宇宙恒星形成率(SFR),恒星质量密度,和平均特定的SFR历史的宇宙在这个广泛的回顾时间,与各种宇宙学调查报告的值显着的协议。我们证明了本地RG的祖先在过去更活跃地形成恒星,在z>0.5时贡献了大部分宇宙SFR密度,并且在任何红移时贡献了大部分宇宙恒星质量密度。它们在SFR中在z~0.35处遭受一般猝灭。在这个红移之下,局部SFG的祖先主导着宇宙的SFR密度。
2018-11-03 astro-ph.GA
The mean star formation rates of unobscured QSOs: searching for evidence of suppressed or enhanced star formation
我们调查的平均恒星形成率(SFR)在宿主星系的~3000光学选择类星体的SDSS调查内的Herschel-ATLAS领域,和无线电发光的子样本,覆盖红移范围为z = 0.2-2.5。利用WISE和Herschel测光(12 - 500μm),我们在红移和活动星系核的光度区间中构造了复合的SEDs。我们进行SED拟合,以测量由于恒星形成的平均红外光度,去除AGN发射的污染。我们发现平均SFR随活动星系核亮度的增加呈现弱的正趋势。然而,我们证明观察到的趋势可能是由于随着活动星系核亮度的增加,黑洞(BH)质量增加(以及由此推断的恒星质量增加)。我们比较了一个X射线选择的活动星系核样本,发现当活动星系核的光度和红移匹配时,两个群体具有一致的平均SFR。根据现有的维里BH质量和BH质量与恒星质量关系的演变,我们发现我们的类星体样本的平均SFR与主序星形成星系的一致。同样,射电发光类星体的平均SFR与整个类星体样本和主序星上的恒星形成星系一致。总之,平均类星体驻留在恒星形成星系的主要序列,和观察到的平均SFR和活动星系核光度之间的正趋势可以归因于BH质量和红移的依赖性。
2017-07-17 astro-ph.GA
The Star Formation Rate Efficiency of Neutral Atomic-dominated Hydrogen Gas in the Outskirts of Star Forming Galaxies from z~1 to z~3
目前的观测证据表明,在z~3的阻尼Ly-alpha系统(DLAs)中测量的中性氢原子气体的恒星形成率(SFR)效率比Kennicutt-Schmidt(KS)关系式预测的低10倍以上。为了了解这种亏损的起源,并研究红移和星系性质的可能演化,我们测量了恒星形成星系周围z~1,z~2和z~3处原子气体的SFR效率。我们使用新的强大的光度红移在哈勃超深场创建星系堆栈在这三个红移箱,并测量SFR效率相结合的DLA吸收统计与观察到的静止帧紫外线发射在星系的郊区。我们发现,在z>1时,HI气体的SFR效率约为KS关系式预测的1-3%。相反的模拟和模型,预测减少SFR效率降低金属丰度,从而增加红移,我们发现没有显着的演变与红移的SFR效率。相反,我们的分析表明,降低的SFR效率是由该原子占主导地位的相的低分子含量驱动的,金属性在调节原子和分子气体之间的转换中起次要作用。这种解释是由所观察到的SFR效率和观察到的本地原子占主导地位的气体,如在本地螺旋星系和本地矮星系的郊区之间的相似性。
2016-04-28 astro-ph.CO astro-ph.GA
SFR estimations from z=0 to z=0.9 -- A comparison of SFR calibrators for star-forming galaxies
使用VIPERS,我们估计了一套基于光度和光谱数据的SFR。我们使用,作为估计,从紫外到中红外,和谱线的光度带。假设一个参考的SFR获得的光谱能量分布重建代码调查镓发射,我们估计的可靠性,每个波段作为SFR示踪剂。我们使用GSWLC跟踪这些SFR校准品与红移的依赖性。发现远紫外和近紫外、u波段和24- $μ$ m波段以及$L_{TIR}$是直到$z\sim0.9$的良好的SFR示踪剂,其对用于最蓝波段的衰减处方有很强的依赖性(VIPERS的SFR分散度为0.26、0.14、0.15、0.23和0.24 dex,GSWLC的SFR分散度为0.25、0.24、0.09、0.12和0.12 dex)。8- $μ$ m谱带仅提供了SFR的粗略估计,因为它取决于金属丰度和多环芳烃性质(VIPERS的分散度为0.23 dex)。对于FUV、NUV、ugriz、K $_{\mathrm{s}}$和8-24 $μ$ m- $L_{\mathrm{TIR}}$,我们估计CIGALE的静止帧光度估计的分散度为0.26、0.14、0.12、0.15和0.20 dex。在中等红移,H $β$线是一个可靠的SFR示踪剂(散射为0.19 dex),当考虑到$R_{23}$参数的金属丰度时,[OII]线给出了同样好的估计(VIPERS为0.17,GSWLC为0.20 dex)。基于[OIII]的校准仅在使用其他…
2022-09-09 astro-ph.GA
Ultraviolet-to-far-infra-red self-consistent analysis of the stellar populations of massive starburst galaxies at intermediate redshifts
详细研究了$0.7<z<1.2$上111个大质量($\log(M_{\star}/\mathrm{M}_\odot) \ge 10)$)尘埃星暴($SFR/SFR_\mathrm{MS}>2$)星系的恒星星族的性质。为此,我们使用自洽的方法,分析紫外到红外宽带观测的恒星光和尘埃再发射与能量平衡技术。我们发现,我们的星爆星系的排放可以被解释为最近的恒星形成插曲叠加在一个更进化的恒星人口。平均而言,爆发的年龄是$\sim 80$ Myr和它的衰减$\sim 2.4$马格。假设我们的星暴星系在一半的寿命,我们推断的持续时间的恒星爆发阶段的$\sim 160$ Myr。中等恒星质量和SFR为$\log(M_\star/\mathrm{M}_\odot)\sim 10.6$和$\sim220~\mathrm{M}_\odot~$ yr $^{-1}$。假设这个SFR和推断的星爆阶段的持续时间,在这个阶段增加的恒星质量对应于$\sim 40$ %,我们的样本的恒星质量中位数。星族年龄决定了我们星系在$M_{\star}-SFR$平面上的位置。位于MS最大距离的Galeries呈现较短的年龄。用我们的宽带数据无法精确地限制底层恒星种群的性质。我们还讨论了包括FIR数据和能量平衡技术在分析星爆星系的恒星星族的属性的影响。
2022-03-23 astro-ph.GA