The Star Formation Reference Survey III: A Multi-wavelength View of Star Formation in Nearby Galaxies
我们提出了多波长的全球恒星形成率（SFR）估计326个星系的恒星形成参考调查（SFRS），以确定不同指标的有效性的相互散射和范围。基于1.4 GHz连续谱、8.0 $μ$ m多环芳烃（PAH）和远红外（FIR）加紫外（UV）发射的组合的广泛使用的经验SFR配方与$\raise{-0.8ex}\stackrel{\textstyle <}{\sim }$ 0.3 dex的散射相互一致。在9.3<log（L（60 $μ$ m/L $_\odot$）<10.7的中间光度范围内，散射甚至更小，为$\raise{-0.8ex}\stackrel{\textstyle <}{\sim }$ 0.24 dex。数据更倾向于1.4 GHz光度和其他SFR措施之间的非线性关系。PAH光度低估了SFR的星系与强紫外线辐射。远紫外光度的热消光校正产生的SFR在总SFR估计的0.2 dex内，但基于UV光谱斜率或核巴耳末减量的消光校正给出的SFR可能与总SFR相差高达2 dex。然而，对于少数紫外光度为${>}5\times10^9$ L $_{\odot}$或远紫外消光小于1等的星系，紫外光谱斜率给出的消光修正值具有0.22 dex的不确定性。
2018-10-19 astro-ph.GA astro-ph.HE
What determines the HI gas content in galaxies?: morphological dependence of the HI gas fraction across M*-SFR plane
我们进行了叠加分析的HI光谱从阿雷西博遗产快速ALFA（ALCAFA）调查的光学选择本地星系从斯隆数字巡天（SDSS）研究在固定的恒星质量（$M_*$）和恒星形成率（SFR）的星系的平均气体分数。我们首先确认，平均气体分数强烈依赖于恒星质量和SFR的宿主星系，大质量的星系往往有一个较低的气体分数，和积极的恒星形成的星系显示较高的气体分数，这是与许多以前的研究一致。然后，我们调查的HI气体的质量分数在固定的$M_*$和SFR的形态依赖性，以尽量减少这些参数的影响。我们在光学图像上使用基于参数指标（Sérsic指数）、非参数指标（C指数）和目视检查（来自Galaxy Zoo 2项目的平滑度）的三种形态分类。我们发现，当我们使用C指数时，在固定的$M_*$和SFR下，HI气体质量分数没有明显的形态依赖性。相比之下，存在着一个暗示的HI气体质量分数的“平滑”星系相比，“非平滑”星系。我们发现视觉平滑度对星系中小尺度结构的存在很敏感。我们的结果表明，即使在固定的$M_*$和SFR，这种小尺度结构的存在（在光学图像中看到）是链接到它们的总HI气体含量。
2021-05-06 astro-ph.GA
Biasing relation, environmental dependencies and estimation of the growth rate from star forming galaxies
星系恒星形成率（SFR）和暗物质（DM）之间的联系是至关重要的宇宙学信息的提取下一代光谱调查，将目标发射线恒星形成星系。使用从各种半解析模型（SAM）获得的公开可用的模拟星系目录，我们探索了SFR-DM与光速方法（Feix et al. 2016）的关系，用于从光度/SFR偏移推断增长率$f$。着重讨论了在10 s-100 s Mpc尺度上SFR分布对环境密度的依赖性。我们表明，从光的速度的方法的应用程序的欧几里德一样的调查是不受环境影响的偏见。在所有模型中，测量的$β=f/b$参数的精密度为$z=1$时的$σ_β< 0.17$。这转化为$σ_f \sim 0.22$和$σ_{(fσ_8)}\sim 0.1$的误差，而不需要对质量功率谱进行假设。这些误差与最近对星系团簇中红移空间扭曲的分析大致相同。与以前的研究一致，偏置因子，$b$大致是一个规模独立的，恒星形成星系的SFR的常数函数。其在$z=1$的值范围为$1.2$至$1.5$，具体取决于SAM配方。虽然在所有SAMs密集的环境中，拥有更高恒星质量的星系，但SFR对环境的依赖性更大。在大多数模型中，SFR概率分布在较密集的区域中偏向于较大的值。一个模型表现出相反的趋势，即高SFR在密集环境中被抑制。
2020-10-27 astro-ph.CO astro-ph.GA
The infrared-radio correlation of star-forming galaxies is strongly M$_{\star}$-dependent but nearly redshift-invariant since z$\sim$4
在过去的十年中，一些工作已经使用恒星形成星系（q $_{IR}$）的总（剩余8-1000 $μ$ m）红外光度和射电（剩余1.4~GHz）光度之间的比率，通常被称为“红外-射电相关”（IRRC），来校准射电辐射作为恒星形成率（SFR）指标。以前的研究限制了q $_{IR}$的红移，发现了一个温和但显着的下降，这还有待理解。对于第一次，我们校准q $_{IR}$作为\textit{both}恒星质量（M $_{\star}$）和红移的函数，从一个M $_{\star}$选择的样本$>$ 400，000恒星形成星系在宇宙领域，通过（NUV-r）/（r-J）的颜色，在红移0.1 $<$ z $<$ 4.5。在每个（M $_{\star}$，z）箱中，我们堆叠最深的可用红外/亚毫米和无线电图像。我们用典型的恒星形成星系和IR-AGN模板拟合了叠加的红外光谱能量分布，并通过递归方法仔细地去除了射电AGN候选者。我们发现，IRRC的演变主要与M $_{\star}$，与更大的星系显示系统较低的q $_{IR}$。一个次要的，较弱的依赖红移也观察到。最佳拟合分析表达式如下：q $_{IR}$（M $_{\star}$，z）=（2.646 $\pm$ 0.024）$\times$（1+z）$^{(-0.023\pm0.008)}$ -（0.148 $\pm$ 0.013）$\times$（$\lo…
2021-01-22 astro-ph.GA
Observing and Simulating Galaxy Evolution - from X-ray to Millimeter Wavelengths
什么主要机制决定了星系的恒星形成率（SFR）？本博士论文主要研究气体和活动星系核（AGN）对SFR的影响，特别关注z~2处的大质量星系。首先，一个新的代码，如果提出：银河系毫米/亚毫米辐射模拟器（SNORGGAME），它可以预测原子/分子线发射的远红外区从星系。通过使用次网格物理配方对星系形成的宇宙学模拟的输出进行后处理，SNORGGAME将星际介质（ISM）划分为不同的气相，并使用局部分辨的辐射场和压力场导出密度和温度结构。用该方法预测了z~2处正常成星星系中CO转动跃迁的强度和[CII]发射线。发现了一个接近我们银河系的CO阶梯，但CO-H2转换因子小3倍。对于一组z~2的7个模拟星系，[CII]光度与SFR之间的关系显示出比z<0.5的观测星系明显更陡的斜率。首次从理论上建立了kpc尺度上的对应关系。最后，通过分析CHANNEL CDF-S的X射线数据，揭示了z~2处活动星系核在大质量星系中的数量比例。研究发现，大约每五个大质量星系中就有一个X射线活动星系核。有趣的是，一个更高的分数低光度活动星系核出现在X射线未检测到的星系时，进行堆叠分析，并优先在淬火的，贷款支持活动星系核的重要性，在星系演化过程中阻碍恒星形成。
2017-01-10 astro-ph.GA
The galaxy's gas content regulated by the dark matter halo mass results in a super-linear M$_{\rm BH}$-M$_{\star}$ relation
超大质量黑洞（SMBH）与它们的宿主密切相关，但这种联系的起源仍然难以捉摸。为了探索宇宙的这种比例关系的建立，我们提出了一个基于几何动机的模型，跟踪星系和SMBH的增长到z=0。从一个随机的质量种子分布在z=10，我们假设每个星系演化的恒星形成的“主序星”（MS）和每个BH遵循最近推导的恒星质量（M $_{\star}$）之间的BH吸积率和恒星形成率的依赖比例，去BHAR/SFR $\propto$ M $_{\star}^{0.73[+0.22,-0.29]}$。我们简单的配方自然地描述了BH星系的两个阶段的建立。起初，SMBH滞后于沿着MS演化的宿主。后来，随着星系在M $_{\star}$中生长，我们的M $_{\star}$依赖的BHAR/SFR诱导超线性BH生长，如M $_{\rm BH}$ $\propto$ M $_{\star}^{1.7}$。根据这种形式主义，在固定的M $_{\star}$下，较小的BH种子比较大的BH种子更快和更早地增加它们的相对质量，从而沿着逐渐紧密的M $_{\rm BH}$ -M $_{\star}$基因座朝向更高的M $_{\star}$设置。假设合理的值的辐射效率$ε\sim$ 0.1，我们的经验趋势同意高红移模型的预测和本地BH的内在M $_{\rm BH}$ -M $_{\star}$关系。我们推测，所观察到的非线性BH星系的建立…
2019-10-17 astro-ph.GA
A Comparative Study of Mid-Infrared Star-Formation Rate Tracers and Their Metallicity Dependence
我们提出了一套恒星形成率示踪剂的基础上中红外发射的12.81 $μ$ m [Ne II]线，15.56 $μ$ m [Ne III]线，和多环芳烃（PAH）的发射特征之间的5.2和14.7 $μ$ m的比较研究。我们校准我们的示踪剂与无线电连续辐射的热分量在33 GHz的33个双核恒星形成区域附近的星系中观察到的。中红外辐射特征和热33 GHz恒星形成率（SFR）之间的相关性表现出显着的金属依赖的散射和偏移。我们在常用的SFR示踪剂如H $α$和24 $μ$ m中发现了类似的金属性依赖趋势。如在以前的研究中所看到的，PAH排放单独是一个贫穷的SFR示踪剂，由于一个强大的金属依赖性：较低的金属量区域显示减少PAH排放相对于其SFR相比，较高的金属量区域。我们构建的PAH波段，氖发射线的组合，以及它们各自的比例，以尽量减少金属丰度的趋势。最准确地跟踪SFR与最小的金属依赖的校准涉及的12.81 $μ$ m [Ne II]线和15.56 $μ$ m [Ne III]线与任何主要的PAH功能归一化的尘埃连续排放相结合的综合强度的总和。这种中红外校准是测量SFR的有用工具，因为它对金属丰度变化的敏感性最低，并且它由明亮，无处不在的发射特征组成。詹姆斯·韦伯太空望远镜上的中红外仪器（MIRI）将探测到红移z $\sim$ 1的星系的这些特征。我们还研究了PAH能带比的行为，发现减去恒星形成区域…
2020-08-12 astro-ph.GA
Why should Models of Dwarf Galaxy Evolution care about the Initial Mass Function at low Star-formation Rates?
针对低恒星形成率下初始质量函数（IMF）难以填满大质量恒星的问题，通过三维化学动力学模拟对比了填满与截断的IMF，发现截断IMF导致更高恒星形成率并驱动星系风，且不同IMF在元素丰度比上留下可观测特征。
2023-09-09 astro-ph.GA
Enhanced sub-resolution star formation models in cosmological simulations
本研究探讨基于分子氢的恒星形成定律对银河系质量星系形成的影响，发现该模型延迟了恒星形成并改变了星系形态与气体比例，强调了复杂恒星形成模型对理解星系演化的重要性。
2025-04-03 astro-ph.GA
Halpha Imaging of the Herschel Reference Survey. The star formation properties of a volume-limited, K-band-selected sample of nearby late-type galaxies
我们提出了新的Halpha+[NII]成像数据的晚型星系的赫歇尔参考调查，旨在研究恒星形成的K波段选择，体积有限的样本附近的星系的属性。使用基于巴耳末衰减和24 mic光度的不同配方对Halpha+[NII]数据进行了[NII]污染和尘埃衰减的校正。我们表明，L（H α）与不同的修正得到一致的结果，只有当不确定性的估计巴耳末减量是<=0.1。我们使用这些数据来获得的晚型星系的样本的SFR，并比较这些估计使用独立的单色示踪剂（FUV，无线电）或输出的SED拟合代码确定。这种比较表明，基于24 mic的尘埃消光校正对H α可能是不通用的，它应该谨慎地用于所有具有SFA的天体，其中尘埃加热可能由旧的恒星星族主导。此外，由于与周围环境相互作用后发生的突然截断的簇星系的SFA，所需的稳定性条件转换单色通量到SFR可能并不总是满足示踪剂以外的L（H α）。以类似的方式，参数化的SFH通常用于SED拟合代码可能不足以为这些最近的相互作用的系统。然后，我们研究了晚型星系的SFR光度分布和典型的标度关系。我们观察到一个系统的SSFR的增加恒星质量，恒星质量表面密度，和金属丰度的减少。我们还观察到增加的不对称性和平滑度参数测量的Halpha-band增加SSFR，可能引起的巨大的HII区域的贡献增加SF低光度星系的Halpha光度函数。
2015-04-08 astro-ph.GA
Stellar Radiation is Critical for Regulating Star Formation and Driving Outflows in Low Mass Dwarf Galaxies
有效的恒星反馈被用于星系形成的模型中，以驱动真实的星系演化。模型通常包括来自超新星的能量注入作为恒星反馈的主要形式，通常以某种形式的亚网格配方。然而，最近有人建议，前SN反馈（恒星风或辐射）是必要的星系演化的高分辨率模拟，以适当地调节恒星的形成和星际介质（ISM）的属性。遵循这些过程在计算上是具有挑战性的，因此许多处方近似地模拟这种反馈，解释新形成的恒星周围致密气体云的局部破坏，而不是完整的辐射转移计算。在这项工作中，我们研究高分辨率模拟（1.8 pc）的孤立矮星系详细的恒星反馈跟踪逐星的基础上。通过跟踪恒星电离辐射的自适应射线跟踪辐射转移方法，我们测试它在调节恒星形成和驱动该星系的外流的重要性。我们发现，包括电离辐射降低了恒星形成率（SFR）超过5倍，是必要的，以产生超新星驱动显着外流所需的ISM条件。我们发现，辐射反馈的局部近似足以在短时间尺度上调节SFR，但不允许显著的外流。短距离和长距离辐射效应在驱动我们的低金属量、低质量矮星系的演化中都很重要。将这些结果推广到更大质量的星系将是未来研究的一个有价值的途径。
2018-09-19 astro-ph.GA
The slippery slope of dust attenuation curves: Correlation of dust attenuation laws with star-to-dust compactness up to z = 4
本研究利用ALMA和Herschel数据分析122个高红移尘埃星系，发现尘埃衰减曲线假设强烈影响物理参数估计，且恒星-尘埃致密度与衰减规律相关，在宇宙正午时致密度达到峰值。
2023-04-26 astro-ph.GA
A flexible subhalo abundance matching model for galaxy clustering in redshift space
我们开发了一个扩展的subhalo丰度匹配（SHAM），能够准确地再现真实的和红移空间的星系集群在一个国家的最先进的流体动力学模拟。我们的方法使用低分辨率的重力模拟，它包括孤儿和潮汐破坏处方的卫星星系，和一个灵活的量的星系组装的偏见。此外，它还包括基于暗物质吸积率的恒星形成率（SFR）公式。我们测试我们的模型对恒星质量和SFR选择的星系在TNG 300流体动力学模拟目录的准确性。通过拟合少量的自由参数，我们的扩展SHAM再现投影相关函数和红移空间多极数密度$10^{-3} - 10^{-2}\, h^{3}{\rm Mpc}^{-3}$，在$z=1$和$z=0$，和尺度$r \in [0.3 - 20] h^{-1}{\rm Mpc}$。同时，SHAM的结果也检索正确的晕占领分布，星系组装的偏差水平，和高阶统计TNG 300星系目录中存在的。作为一个应用，我们表明，我们的模型同时适合投影关联函数的SDSS在3个不相交的恒星质量箱，与TNG 300星系的精度相似。即使使用低分辨率和中等分辨率的模拟，此SHAM扩展也可用于获得准确的聚类预测。
2020-12-11 astro-ph.CO astro-ph.GA
Revisiting the Cooling Flow Problem in Galaxies, Groups, and Clusters of Galaxies
我们对107个星系、星系团和星系团进行了研究，它们的质量约为3个数量级，中央星系恒星形成率约为5个数量级，星系团内介质的经典冷却率约为4个数量级，中央黑洞吸积率约为5个数量级。对于这个样本中的每个系统，我们使用钱德拉X射线档案数据测量dM/dt，并通过结合来自数十个文献来源的330多个估计值来获得SFR和SFR中的系统不确定性。利用这些数据，我们估计了ICM冷却和形成恒星的效率，发现对于dM/dt > 30 Msun/yr的系统，e_cool = SFR/（dM/dt）= 1.4 +/- 0.4%。对于这些系统，我们测量SFR-dM/dt关系的斜率大于1，这表明具有最强冷核的系统也更有效地冷却。我们认为，这可能与平均而言，更高的黑洞吸积率在最强的冷核心，这可能会影响总量（饱和附近的爱丁顿率）和主导模式（机械与辐射）的反馈。对于dM/dt < 30 Msun/yr的系统，我们发现SFR和dM/dt是不相关的，并且表明这与这些系统中再循环ISM气体以低（但占主导地位）水平提供燃料的恒星形成是一致的。我们发现在固定dM/dt为0.52 +/- 0.06 dex的SFR中存在固有的对数正态散射，这表明冷却在很长的时间尺度上是严格自我调节的，但在短时间尺度上可能会发生显着变化。有微弱的证据表明，这种散射可能与反馈机制有关，在机械反馈功率在冷却光度的两倍内的系统中，散射被最小化（~0.4 de…
2018-03-13 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
Infrared luminosity functions and dust mass functions in the EAGLE simulation
我们提出的红外光度函数和尘埃质量函数的EAGLE宇宙学模拟，合成多波长观测与SKIRT辐射转移代码的基础上。在局域宇宙中，我们很好地再现了观测到的红外光度和尘埃质量函数。遇到了一些小的差异，主要是在高光度制度，在那里的鹰裙光度函数温和，但系统地低估了观察到的。EAGLE-SKIRT红外光度函数与观测光度函数的一致性随回望时间的增加而逐渐减弱。在不同的红移值下（直到$z=1$），将修正的Schechter函数拟合到EAGLE-SKIRT的光度和尘埃质量函数，发现这种演化与纯光度/质量演化是一致的。演化是相对温和的：在这个红移范围内，我们发现的$L_{\star,250}\propto(1+z)^{1.68}$，$L_{\star,\text{TIR}}\propto(1+z)^{2.51}$和$M_{\star,\text{dust}}\propto(1+z)^{0.83}$的特征光度/质量的演变。对于光度/质量密度，我们分别发现$\varepsilon_{250}\propto(1+z)^{1.62}$、$\varepsilon_{\text{TIR}}\propto(1+z)^{2.35}$和$ρ_{\text{dust}}\propto(1+z)^{0.80}$。尘埃质量密度的温和演化与观测结果比较吻合，但红外光度的缓慢演化大大低估了观测到的光度演化。我们认为，这些差异可以归因…
2020-04-06 astro-ph.GA
Dust attenuation up to z~2 in the AKARI North Ecliptic Pole Deep Field
我们的目标是研究星系中尘埃衰减的演化，这些星系在红外红移范围内被认为是宇宙中恒星形成活动的主导者。与其他测量的尘埃衰减的样品选择使用不同的标准进行比较，将给我们一个全球性的图片在工作中的恒星形成星系的衰减和它的红移的演变。利用IRC仪器的多个滤波器，我们选取了4000多个星系的8微米静止帧发射，从z~0.2到2 μ s。我们通过添加光学近红外和GALEX和Herschel调查的数据，从静止帧UV到远红外建立了SED。我们用生理动机代码CIGALE来匹配SED。我们测试了不同的活动星系核模板和尘埃衰减配方，并估计恒星质量，SFR，尘埃衰减量，以及活动星系核对总红外光度的贡献。活动星系核对总红外光度的贡献平均约为10%，随红移略有增加。尘埃衰减在星系中占主导地位的红外光度函数被发现增加从z=0到z=1，并保持几乎恒定从z=1到z=1.5。相反，当星系被选择在一个固定的红外光度，他们的尘埃衰减略有减少的红移增加，但与一个大的色散。在我们的中红外选定的样品中的衰减被发现~ 2马格高于全球发现在宇宙中或在相同的红移范围内的UV和H α线选择。这种差异很好地解释了尘埃衰减与恒星质量的增加，在全球协议与其他最近的研究。星爆星系并没有系统地表现出高衰减
2015-04-01 astro-ph.GA
Knocking on giants' doors: I. The evolution of the dust-to-stellar mass ratio in distant dusty galaxies
尘埃-恒星质量比（$M_{\rm dust}$ / $M_{\rm \star}$）是理解星系演化中尘埃、金属和恒星产生机制的一个关键但约束性较差的量。在这项工作中，我们探索和解释的性质$M_{\rm dust}$ / $M_{\rm \star}$在300大质量（$M_{\star}>10^{10}M_{\odot}$），尘埃恒星形成星系检测ALMA高达$z\approx5$。我们发现，$M_{\rm dust}$ / $M_{\rm \star}$随红移、恒星质量、比SFR和积分尘埃尺寸的演化，对于主序星和星暴星系是不同的。在这两个星系群中，$M_{\rm dust}$ / $M_{\rm \star}$都上升，直到$z\sim2$，然后是一个大致平坦的趋势，朝向更高的红移。我们发现，$M_{\rm dust}$ / $M_{\rm \star}$和$M_{\star}$之间的反比关系持有$z\approx5$，可以解释为从早期到晚期的星爆阶段的演化过渡。我们证明，$M_{\rm dust}$ / $M_{\rm \star}$在星爆反映了分子气体分数随红移的增加，并增强了最紧凑的尘埃恒星形成的对象。最先进的宇宙学模拟SIMBA与主序星星系中$M_{\rm dust}$ / $M_{\rm \star}$的演化基本吻合，但在星爆中低估了它。后者被发现与较低的气相金属含量和较长的…
2020-08-23 astro-ph.GA
The galaxy stellar mass function at 3.5<z<7.5 in the CANDELS/UDS, GOODS-South, and HUDF fields
在高z的星系恒星质量函数（GSMF）提供了关键信息的恒星形成历史和质量组装在年轻的宇宙。我们的目标是使用HST，Spitzer和VLT在CANDELS-UDS，GOODS-South和HUDF领域提供的深光学/NIR/MIR成像的独特组合来确定红移范围3.5<z<7.5的GSMF。我们利用来自CANDELS和HUDF 09的HST WFC 3/IR NIR成像，在369 arcmin 2的总面积上达到H~27-28.5，结合相关的深HST ACS光学数据，来自SEDS计划的深Spitzer IRAC成像，以及来自HUGS计划的深Y和K波段VLT Hawk-I图像，选择具有高质量光度红移的星系样本。这些已经用3.5<z<7.5范围内的150多个光谱红移进行了校准，导致总精度为sigma_z/（1+z）~0.037。我们已经以前所未有的精度确定了高z GSMF的低质量端，在z=4时，质量低至M*~10^9 Msun，在z=7时，质量低至M*~6x10^9 Msun。我们发现在3.5<z<7.5处的GSMF仅轻微地依赖于用于测量恒星质量的配方，即光z，SFH，星云贡献或母样品上活动星系核的存在。GSMF的低质量端比在较低红移处发现的要陡峭，但在这里探测的红移范围内似乎没有变化。我们的结果是非常不同的，从以前的GSMF估计的基础上转换UV星系光度函数到质量函数，通过紧密的M/L关系。将我们…
2014-12-01 astro-ph.GA
