The MOSDEF Survey: Neon as a Probe of ISM Physical Conditions at High Redshift
我们提出的结果氖发射的$z\sim2$恒星形成星系的MOSFIRE深演化场(MOSDEF)调查。在61个星系中的$\geq3σ$处探测到双电离氖([NeIII]3869),相当于在类似红移处探测到的H $α$、H $β$和[OIII] $5007$的MOSDEF样本的$\sim$的25%。我们认为,氖发射线的属性与[NeIII]3869检测和复合$z\sim2$光谱的恒星质量的两个单独的星系。由于不需要[NeIII]3869检测,后者提供了MOSDEF样品中氖发射线特性的更具代表性的图片。正如基于质量-金属丰度关系所预期的那样,[NeIII]3869/[OII]3727比率(Ne 3 O2)与$z\sim2$星系中的恒星质量反相关。它还与[OIII] $5007$ /[OII] $3727$比值(O ~(32))呈正相关,但与本星系和单个H~II区相比,在O ~(32)固定时,$z\sim2$线比值向高Ne ~ 3 O ~ 2方向偏移。尽管在$z\sim2$的固定O32下向较高的Ne 3 O2偏移,但推断的基于Ne 3 O2的金属丰度的偏差很小。因此,Ne 3 O2可以作为一个重要的金属丰度指标深入到再电离时代。通过分析其他的静止-光学谱线比,包括[NeIII] $3869$ /[OIII] $5007$(Ne 3 O3)和[OIII] $5007$ /H $β$(O3 H $β$…
2020-09-24 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 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: Metallicity Dependence of the PAH Emission at High Redshift and Implications for 24 micron-inferred IR Luminosities and Star Formation Rates at z~2
我们目前的7.7微米的多环芳烃(PAH)的排放量在星系中跨越了很宽的范围内在z ~ 2的金属丰度的变化的结果。在这项分析中,我们使用MOSFIRE深演化场(MOSDEF)调查中476个星系在1.37 < z < 2.61处的静止框架光谱来推断金属丰度和电离态。Spitzer/MIPS 24微米和Herschel/PACS 100和160微米观测分别用于导出静止帧7.7微米光度(L(7.7))和总IR光度(L(IR))。我们发现L(7.7)与L(IR)(以及与灰尘校正的SFR)的比值与金属丰度和[OIII]/[OII](O32)发射线比值之间存在显着的趋势。后者是电离参数的经验代理。这些趋势表明,在低金属含量环境中,多环芳烃排放量较少,辐射场更硬,更强。此外,L(7.7)/L(IR)是显着较低的最年轻的四分之一,我们的样本(年龄为5亿年)相比,较老的星系,这可能是由于延迟生产的多环芳烃的AGB星。对于质量为$M_* < 10^{10}M_{\odot}$的星系,L(7.7)与L(IR)的相对强度也比质量更大的星系低约2倍。我们证明了常用的L(7.7)(或24微米通量密度; f(24))到L(IR)的转换在$M_*$ ~ $10^{9.6-10.0} M_{\odot}$处低估了IR光度超过2倍。我们采用L(7.7)到L(IR)的质量依赖性转换,对于$M_* < 10^{10}$和$>…
2017-02-17 astro-ph.GA
The MOSDEF Survey: Significant Evolution in the Rest-Frame Optical Emission Line Equivalent Widths of Star-Forming Galaxies at z=1.4-3.8
我们使用广泛的光谱从MOSFIRE深演化场(MOSDEF)的调查,以调查之间的关系静止帧光发射线等效宽度($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: Excitation Properties of $z\sim 2.3$ Star-forming Galaxies
本文利用MOSFIRE深演化场巡天(MOSDEF)的早期观测结果,对z~2.3星系的激发特性进行了研究。由于覆盖了全套强静止框架光学发射线,MOSDEF提供了一个遥远恒星形成星系代表性样本的静止框架光谱的前所未有的视图。我们研究了z~2.3 MOSDEF星系在多重发射线诊断图中的位置。这些图包括[OIII]/Hb对[NII]/Ha和[OIII]/Hb对[SII]/Ha“BPT”图,以及O_32对R_23激发图。我们恢复著名的偏移量的恒星形成序列的高红移星系在[OIII]/血红蛋白与[NII]/哈BPT图相对于SDSS恒星形成星系。然而,在z~2处,我们的静止坐标系光学选择样本的位移不如静止坐标系UV选择和发射线选择星系的显著。此外,我们发现,偏移量是质量相关的,只出现在z~2.3 MOSDEF样本的低质量的一半,在那里的星系被转移到更高的[NII]/Ha在固定的[OIII]/Hb。在[OIII]/Hb vs. [SII]/Ha和O_32 vs. R_23图中,我们发现z~2.3星系的分布类似于局域星系,因此将[OIII]/Hb vs. [NII]/Ha BPT图中的移动归因于低质量(M_*<10^10 M_sun)高红移星系中N/O丰度比的升高。N/O比值的变化使基于氮线的氧丰度指标在高红移处的使用受到质疑,但O_32-R_23图中激发序列与红移的明显不变性为在宽红移范围内使用O_…
2015-01-13 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
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
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 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
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
Does the Fundamental Metallicity Relation Evolve with Redshift? II: The Evolution in Normalisation of the Mass-Metallicity Relation
本研究利用宇宙学模拟分析基本金属丰度关系(FMR)随红移的演化,发现当前FMR框架忽略了重子循环的重要时间变化,且模拟表现出静态或动态FMR趋势,与高红移JWST观测结果相呼应。
2024-11-14 astro-ph.GA
Surface density: a new parameter in the fundamental metallicity relation of star-forming galaxies
恒星形成星系的恒星质量、金属丰度和恒星形成速率(或分子气体质量)之间有着密切的关系。这被称为基本金属丰度关系(FMR)(或分子气体FMR),它对星系演化模型有着深远的影响。然而,在FMR周围仍然存在显著的残余散射。我们在这里表明,第四个参数,恒星质量的表面密度,减少了周围的分子气体FMR的色散。在对41,338个恒星形成星系的29个物理参数的主成分分析中,发现恒星质量的表面密度是第四重要的参数。新的四维基本关系形成了一个更紧密的超曲面,将金属度分散降低到分子气体FMR的50%。我们建议,未来的分析和模型的星系演化应考虑在四维空间,包括表面密度的FMR。气体流入的稀释时间尺度和恒星形成效率可以解释观测结果对恒星质量面密度的依赖性。
2018-01-17 astro-ph.GA
The fundamental metallicity relation emerges from the local anti-correlation between star formation rate and gas-phase metallicity existing in disk galaxies
基本金属丰度关系(FMR)指出,恒星质量相同但恒星形成率(SFR)较大的星系往往具有较小的气相金属丰度(<Zg>)。它被认为是基本的,因为它自然地产生于外部贫金属气体吸积的恒星形成的随机供给,这是一个非常难以观察但根据星系形成的宇宙学模拟是必不可少的过程。在这封信中,我们将展示如何出现FMR从本地反相关SFR表面密度和ZG最近观察到存在于盘星系。我们分析得出的全球FMR从当地的法律,然后表明,这两种关系同意定量考虑恒星形成星系的MANGA调查。因此,理解FMR就等同于理解SFR和金属丰度之间的反相关性的起源,以及任何典型星系的恒星形成区域。局部律和全局律之间的对应关系并不是FMR所特有的,因此应该存在与已知的全局关系相关联的许多局部关系。
2019-05-14 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
The Gas Phase Mass Metallicity Relation for Dwarf Galaxies: Dependence on Star Formation Rate and HI Gas Mass
利用VIMOS IFU在VLT上观测到的矮星系样本,我们研究了质量金属丰度关系(MZR)作为恒星形成率(FMR $_{\text{SFR}}$)和HI气体质量(FMR $_{\text{HI}}$)的函数。我们将我们的IFU数据与来自ALMAFA HI巡天的星系子样本结合起来,与斯隆数字巡天交叉匹配,以研究恒星质量范围为10 $^{6.6}$至10 $^{8.8}$ M $_\odot$的FMR $_{\text{SFR}}$和FMR $_{\text{HI}}$,金属丰度低至12+log(O/H)= 7.67。我们发现MZR中的1 $σ$平均散射为0.05 dex。FMR $_{\text{SFR}}$中的1 $σ$平均散射(0.02 dex)显著低于MZR。对于SFR低于10 $^{-2.4}$ M $_\odot$ yr $^{-1}$,IFU观察到的星系和ALOFA/SDSS星系之间的FMR $_{\text{SFR}}$不一致,但这可能是我们在该区域测量的局限性造成的。在FMR $_{\text{HI}}$中发现最低平均散射(0.01 dex)。我们还发现,IFU观测到的矮星系与ALOFA/SDSS交叉匹配样本的FMR $_{\text{HI}}$是一致的。我们介绍了基本的金属丰度光度对应的FMR,再次表征的SFR(FML $_{\text{SFR}}$)和HI气体质量(…
2015-09-16 astro-ph.GA
Similar star formation rate and metallicity evolution timescales drive the fundamental metallicity relation
基本金属丰度关系(FMR)是星系恒星质量、恒星形成速率(SFR)和气相金属丰度之间的一种假定相关性。在其核心,这个关系假设,从质量金属丰度关系(MZR)在一个固定的恒星质量的偏移与银河SFR相关。在这封信中,我们量化的时间尺度与银河SFR和金属丰度演变使用流体动力学模拟。我们发现,Illustris和IllustrisTNG预测,从恒星形成的主序列和MZR星系偏移演变在类似的时间尺度,往往是反相关的,在他们的演变,演变与晕动力学时间,并产生一个明显的FMR。事实上,对于FMR的存在,金属丰度和SFR必须在反相关的意义上演化,这要求它们以类似的时间变化性演化。与Illustris和IllustrisTNG相反,我们推测,在由全球爆发的SFR历史主导的星系形成模型中,SFR和金属丰度演化轨道可能会变得解耦,这可能会削弱FMR剩余相关强度。这开启了根据FMR的强度和持续性来区分突发和非突发反馈模型的可能性-特别是在高红移时。
2017-11-29 astro-ph.GA
Does the Fundamental Metallicity Relation Evolve with Redshift? I: The Correlation Between Offsets from the Mass-Metallicity Relation and Star Formation Rate
本文利用 Illustris、IllustrisTNG 和 EAGLE 模拟检验 FMR 的红移演化,发现至 z=8 其 MZR 弥散均次级依赖 SFR,且均为存在时间演化的“弱”FMR。
2024-05-10 astro-ph.GA
The MOSDEF-LRIS Survey: Probing ISM/CGM Structure of Star-Forming Galaxies at z~2 Using Rest-UV Spectroscopy
恒星形成星系中星际和环星系介质(分别为ISM和CGM)中气体、金属和尘埃的复杂结构可以通过Ly $α$发射和吸收、低电离星际(LIS)金属吸收和尘埃红化E(B-V)探测。本文统计分析了$z\sim2.3$上157个恒星形成星系的Ly $α$等效宽度(EW $_{Lyα}$)、LIS等效宽度(EW $_{LIS}$)和E(B-V)之间的相互关系。从个人,深休息紫外光谱和光谱能量分布(SED)建模获得的测量,我们发现,最紧密的相关性之间存在EW $_{LIS}$和E(B-V),虽然所有三个参数之间的相关性是统计上显着的。这些结果表明尘埃和富含金属的HI气体之间存在直接联系,并且它们可能是共空间的。通过比较我们的结果与不同的ISM/CGM模型的预测,我们倾向于一个尘埃ISM/CGM模型,尘埃驻留在HI气体团簇和Ly $α$光子逃逸通过低HI覆盖分数/柱密度的团簇内介质。最后,我们调查的因素,可能有助于内在的散射在这项工作中研究的相关性,包括金属丰度,外流运动学,赖氨酸$α$生产效率,和狭缝损失。具体而言,我们发现证据表明,EW $_{Lyα}$和E(B-V)之间的关系分散反映了金属-HI覆盖分数比的变化作为金属丰度的函数,以及流出物对ISM/CGM孔隙度的影响。未来的模拟纳入恒星形成反馈和辐射转移的Ly $α$光子将提供关键的约束空间分布的中性氢气和尘埃的ISM/CGM结构。
2021-07-07 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
Hide-and-Seek with the Fundamental Metallicity Relation
我们使用来自斯隆数字巡天的$0.04<z<0.3$的$\sim$ 83,000个恒星形成星系来研究所谓的基本金属丰度关系(FMR),并报告当使用Dopita等人最近提出的新金属丰度指标时,金属丰度和恒星形成率(SFR)之间的反相关性消失。金属丰度主要对发射线比[NII] $λ$ 6584 / [SII] $λλ$ 6717、6731敏感,该发射线比对原始下落气体的稀释不敏感,原始下落气体可以驱动FMR与SFR的反相关。因此,我们得出结论,FMR的明显消失(使用这种新的金属丰度指标)并不排除它的存在。
2016-05-21 astro-ph.GA
Galaxy pairs in the Sloan Digital Sky Survey -- XIV. Galaxy mergers do not lie on the Fundamental Metallicity Relation
在最近的观测研究中,恒星形成星系已经被证明遵循一种通常被称为基本金属丰度关系(FMR)的关系。这种关系将星系的恒星质量与其恒星形成率(SFR)和气相金属丰度联系起来。具体来说,FMR预测星系,在给定的恒星质量,表现出较低的金属丰度较高的SFR。这一趋势与星系对的观测结果在质量上是一致的,这些星系对已经被有力地证明经历了气相金属丰度稀释的增加和恒星形成活动的增强,同时预计分离度降低。在这项工作中,我们表明,尽管与FMR预期的定性一致性,所观察到的O/H稀释的星系对的斯隆数字巡天是强于FMR预测。我们的结论是,星系与同伴相互作用的演化阶段是没有编码的FMR,因此,合并构成了一个明确定义的人口离群值。我们发现成对星系只有当它们的距离大于110 kpc时才与FMR一致。最后,我们还量化的本地环境的对使用的数量的星系邻居在$2\, \mathrm{Mpc}$,$N_2$,和投影分离到第二个最近的星系,$r_2$。我们发现,对更敏感的第二个同伴比当地的星系密度,显示较小的值较小的$r_2$升高SFR。
2020-04-13 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
Mass - metallicity relation and fundamental metallicity relation of metal-poor star-forming galaxies at $0.6<z<0.9$ from the eBOSS survey
恒星质量-金属丰度关系($M_* - Z$,MZR)表明星系的金属丰度随恒星质量的增加而增加。基本金属丰度关系(FMR)表明,对于给定的恒星质量,具有较高恒星形成率(SFR)的星系往往具有较低的金属丰度。为了检验MZR和FMR是否仍然保持在较低的金属丰度和较高的红移,我们使用公共光谱数据库($\rm v5\_10\_0$)的发射线星系的扩展重子振荡光谱巡天(eBOSS)在$0.6<z<0.9$汇编了35个恒星形成星系(SFG)的样本。这些星系因其显着的极光$\rm [OIII]\lambda4363$发射线($\rm S/N \geq 3$)而被识别。通过电子温度金属丰度定标,我们发现9个SFG是具有$\rm 12 + log(O/H) \leq 7.69 \ (1/10 \ Z_\odot)$的极端贫金属星系。最缺乏金属的星系的金属丰度为$7.35\pm 0.09$(约为1/20 $Z_{\odot}$)。与局域宇宙和高红移宇宙中具有正常金属丰度的SFG相比,我们的贫金属SFG在固定恒星质量下具有十倍以上的SFR。我们在$0.6<z<0.9$为这些贫金属星系建立了一个新的质量-SFR关系。由于更高的SFR和更年轻的恒星年龄,我们的贫金属SFG从局部宇宙的MZR和FMR向更低的金属丰度偏离,证实了FMR的存在,以及MZR和FMR随红移的宇宙演化。
2018-10-21 astro-ph.GA
The Mass-Metallicity and the Fundamental Metallicity Relation revisited on a fully Te-based abundance scale for galaxies
恒星质量,气相金属丰度和恒星形成率之间的关系(即质量-金属丰度,MZR和基本金属城市关系,FMR)在本地宇宙中通过完全锚定SDSS星系的金属丰度确定在Te丰度尺度上重新审视,利用Curti等人(2017)提出的强线金属丰度校准。自洽的金属丰度测量允许一个更公正的评估涉及M,Z和SFR的标度关系,这提供了强大的约束的化学演化模型。我们用一种新的函数形式来参数化MZR,这使我们能够更好地计算周转质量。斜率和饱和金属丰度与先前基于Te方法的MZR测定结果非常一致,同时与基于光电离模型的结果相比,显示出显着较低的归一化。在固定的恒星质量的Z- SFR的依赖关系也进行了研究,特别是在高度恒星形成星系,在金属丰度的分散减少到一个因素的30%,是特别明显的。一个新的参数化的FMR明确引入SFR依赖的周转质量到MZR。在新的FMR周围的全球星系人口的金属丰度的剩余分散是0.054 dex。在这项工作中提出的新的FMR代表了一个有用的本地基准比较理论预测和观测研究(本地和高红移星系)的金属丰度测量是绑在由Te方法定义的丰度尺度,从而允许正确评估其演变与宇宙时间。
2019-12-09 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 stellar Fundamental Metallicity Relation: the correlation between stellar mass, star-formation rate and stellar metallicity
本文基于MaNGA巡天数据发现恒星基本金属丰度关系,表明星系恒星质量、恒星形成率与恒星金属丰度之间存在平滑相关,并指出饥饿(starvation)是星系熄灭的主要物理过程。
2024-01-16 astro-ph.GA
An Investigation into the Low-Mass Fundamental Metallicity Relation in the Local and High-z Universe
本研究通过荟萃分析约700个低质量星系,发现本地及高红移低质量星系均偏离基本金属丰度关系,表明其未建立稳态气体储库,且高红移系统更贫金属。
2025-10-16 astro-ph.GA
Surface density: a new parameter in the fundamental metallicity relation of star-forming galaxies
恒星形成星系的恒星质量、金属丰度和恒星形成速率(或分子气体质量)之间有着密切的关系。这被称为基本金属丰度关系(FMR)(或分子气体FMR),它对星系演化模型有着深远的影响。然而,在FMR周围仍然存在显著的残余散射。我们在这里表明,第四个参数,恒星质量的表面密度,减少了周围的分子气体FMR的色散。在对41,338个恒星形成星系的29个物理参数的主成分分析中,发现恒星质量的表面密度是第四重要的参数。新的四维(4D)基本关系形成了一个更紧密的超曲面,将金属度分散降低到分子气体FMR的50%。我们建议,未来的分析和星系演化的模型应该考虑在一个4D空间,包括表面密度的FMR。气体流入的稀释时间尺度和恒星形成效率可以解释观测结果对恒星质量面密度的依赖性。AKARI有望在揭示新的4D FMR的红外特性方面发挥重要作用。
2017-12-05 astro-ph.CO astro-ph.GA
Application of Manifold Learning to Selection of Different Galaxy Populations and Scaling Relation Analysis
本研究将自组织映射(SOM)应用于星系SED空间分析,利用CANDELS测光样本和MOSDEF光谱样本,验证了MOSDEF的选择偏差,证实了星系质量-金属丰度关系,展示了SOM在高维天文数据中的应用价值。
2024-10-09 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
Galaxies Below the Fundamental Metallicity Relation Are Morphologically Disturbed: Merian H$α$ Morphologies and DESI Metallicities
Princeton University(普林斯顿大学);Tel Aviv University(特拉维夫大学);Stanford University(斯坦福大学);University of California, Santa Cruz(加州大学圣克鲁兹分校);Lawrence Berkeley National Laboratory(劳伦斯伯克利国家实验室);The Ohio State University(俄亥俄州立大学);Amherst College(阿默斯特学院)
本研究利用Merian巡天和DESI数据,发现低于基本金属丰度关系的星系在形态上更受扰动,表明形态可作为FMR的额外维度,并支持外部爆发触发机制。
2026-09-24 astro-ph.GA
Fundamental metallicity relation in CALIFA, SDSS-IV MaNGA and high-z galaxies
局部星系的金属丰度不仅与恒星质量密切相关,即质量-金属丰度关系,而且通过所谓的基本金属丰度关系(FMR)与恒星形成率(SFR)密切相关;在固定质量下,更活跃的星系显示出较低的金属丰度。有趣的是,z~2.5的高z星系遵循SDSS局部定义的相同关系。然而,不同的形状已经提出了本地星系,和FMR的存在和SFR的作用最近受到了一些作者的质疑。在本文中,我们首先讨论了各种参数化的质量金属丰度SFR的关系,已经出现在文献中,以了解其不同形状的起源。然后,我们重新分析了CALIFA和SDSS-IV的MANGA调查,这是用来表明没有依赖性的金属丰度在本地星系的SFR的数据。与这些说法相反,我们发现这些数据集与预测完全一致,显示出在固定质量下对SFR的预期依赖性。最后,我们分析了那些与局部关系的一致性受到质疑的高z数据。虽然内部依赖于子样本之间的SFR是很难检测到在高Z,因为有限的动态范围采样的三个参数和内在的散射和不确定性,这样的小样本,所有这些数据集是兼容的SDSS星系本地定义的关系。这证实了在高达z~2.3的这些数据中缺乏FMR的演变。
2019-06-19 astro-ph.GA
Ultraviolet Compactness of High-Redshift Galaxies as a Tracer of Early-Stage Gas Infall, Bursty Star Formation, and Offset from the Fundamental Metallicity Relation
本文利用JWST数据研究3<z<10星系的紫外致密性,发现其与金属缺乏相关,并将偏离基本金属丰度关系归因于气体流入触发的爆发性恒星形成导致的化学非平衡状态。
2025-04-12 astro-ph.GA
Exploring the Relationship Between Stellar Mass, Metallicity, and Star Formation Rate at $z \sim 2.3$ in KBSS-MOSFIRE
本研究利用 KBSS-MOSFIRE 数据探索 $z \sim 2.3$ 处星系恒星质量、气相氧丰度与恒星形成率的关系,发现其不符合局部宇宙的基本金属丰度关系(FMR),表明该红移星系未处于 FMR 描述的平衡状态。
2025-04-03 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
Merging galaxies produce outliers from the Fundamental Metallicity Relation
从一个大样本的$\approx 170,000$本地SDSS星系,我们发现,基本金属丰度关系(FMR)有一个异常值过多,相比,将预期从高斯分布的残差,与显着较低的金属丰度比预测的恒星质量和恒星形成率(SFR)。这个低金属丰度的人口有较低的恒星质量,双变星特定的SFR与增强的恒星形成内的光圈和较小的半光半径比一般的样本,因此是一个物理上不同的人口。我们表明,它们与正在合并或最近与卫星星系合并的星系是一致的。在这种情况下,低金属含量的气体从大半径流入,稀释了恒星形成区域的金属含量,并提高了特定的SFR,直到流入的气体被处理,金属含量已经恢复。我们介绍了一个简单的模型,其中合并的质量比大于一个最小值稀释中央星系的金属丰度的量是成比例的恒星质量比为一个恒定的时间,并表明它提供了一个很好的适合FMR残差的分布。我们发现稀释时间尺度为$τ=1.568_{-0.027}^{+0.029}$ Gyr,由1:1合并引起的平均金属丰度降低为$α=0.2480_{-0.0020}^{+0.0017}$ dex,并且可以从FMR中的固有高斯散射中辨别的最小质量比合并为$ξ_\text{min}=0.2030_{-0.0095}^{+0.0127}$(这些仅是统计误差)。由此我们得出,质量比在1:5 ~ 1:1之间的并合所引起的平均金属丰度下降为0.114 dex。
2015-11-01 astro-ph.GA
The Local Star Formation Rate Surface Density And Metallicity Relation For Star-forming Galaxies
本文研究了MaNGA巡天中1120个恒星形成星系的气相金属丰度($Z$)、恒星质量面密度($Σ_*$)和恒星形成面密度($Σ_{\rm SFR}$)之间的关系。在固定的$Σ_{*}$下,局部金属性随着$Σ_{\rm SFR}$的降低而增加,对于N2和O3 N2的金属性校准品,反之亦然。另外,在固定的$Σ_{\rm SFR}$下,金属丰度随着$Σ_{*}$的增加而增加,但在高质量区域,趋势较平坦。然而,对于N2 O2和N2 S2校准品,金属度对$Σ_{\rm SFR}$的依赖性几乎消失。我们使用不同的金属丰度校准品研究了针对$Σ_{\rm SFR}$的局部金属丰度,并根据校准品的选择发现了负/正相关性。我们表明,O32比(或电离参数)可能是依赖于恒星形成率在固定的本地恒星质量表面密度。此外,$Σ_*$ - $Z$ - $Σ_{\rm SFR}$(FMR)的形状取决于金属丰度校准器和恒星质量范围。由于基于经验拟合的(N2,O3 N2)电子温度金属度和基于光电离模型的(N2 O2,N2 S2)金属度校准之间存在较大差异,我们得出结论:金属度校准的选择影响了$Σ_{\rm SFR}$上FMR的存在。
2020-11-12 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
The extension of the Fundamental Metallicity Relation beyond the BPT star-forming sequence: evidence for both gas accretion and starvation
星系的基本金属丰度关系(FMR)是气相金属丰度、恒星质量和恒星形成率(SFR)之间的三维关系。到目前为止,它仅针对BPT图上被识别为恒星形成(SF)的星系(BPT-SF)进行了研究,但尚未针对LI(N)ER/AGN分类(BPT-non-SF)的星系进行研究,这主要是由于缺乏诊断方法来估计后一种情况下的气相金属丰度。我们将FMR推广到BPT非SF星系。为此,我们利用最近的星云线的经验校准专门为归类为非SF的BPT图中的星系。此外,我们研究的FMR的另一种表示,我们认为在金属丰度和SFR相对于主序星(MS)星系的偏移。我们发现,SFR高于MS的星系比MS上的星系更贫金属,这可以解释为气体吸积,促进恒星形成和稀释金属丰度。MS以下的低质量星系(即朝向静止)的金属丰度高于MS对应星系,这被解释为饥饿(即抑制新鲜气体供应)阻碍恒星形成并减少稀释效应,因此导致内部化学富集水平较高。MS以下的大质量星系的气体金属丰度更接近他们的MS同行和远低于预期的恒星金属丰度,这一结果表明一个方案,大规模的近静止星系与LI(N)ER类星云发射最近吸积气体从circum/星系际介质。
2021-08-27 astro-ph.GA
Metal-poor, Strongly Star-Forming Galaxies in the DEEP2 Survey: The Relationship between Stellar Mass, Temperature-based Metallicity, and Star Formation Rate
我们报告了在DEEP 2中发现的28个$z\approx0.8$贫金属星系。这些星系被选中是因为它们探测到了微弱的[OIII] $λ$ 4363发射线,这提供了对气相金属丰度的“直接”测量。识别这些稀有星系的主要目标是研究恒星质量、气体金属丰度和恒星形成率之间的基本金属丰度关系(FMR)是否适用于低恒星质量和高恒星形成率星系。FMR表明,SFR越高的星系金属丰度越低(在固定的恒星质量下)。为了测试这一趋势,我们结合光谱测量的金属丰度和尘埃校正的SFR,与恒星质量估计建模的光学测光。我们发现这些星系的$1.05\pm0.61$ dex高于z~1恒星质量-SFR关系,而$0.23\pm0.23$ dex低于局域质量-金属丰度关系。相对于FMR,后者的偏移量减少到0.01 dex,但仍然存在显著的色散(由于测量不确定性,0.29 dex和0.16 dex)。这种分散表明,气体吸积,恒星形成和化学富集在这些星系中尚未达到平衡。这是显而易见的,他们的短恒星质量加倍的时间尺度$\approx100^{+310}_{-75}$ Myr,表明随机恒星形成。结合我们的样本与其他z~1贫金属星系,我们发现一个弱的正SFR金属丰度依赖(在固定的恒星质量),是显着的94.4%的置信度。我们将这种正相关性解释为最近的恒星形成使气体富集,但还没有时间用反馈机制将富含金属的气体驱逐出去。
2015-03-09 astro-ph.GA
A comparative study of the fundamental metallicity relation: the impact of methodology on its observed evolution
本文通过VIPERS和GSWLC数据,用参数与非参数方法比较z~0.63与本地星系的FMR演化,发现金属丰度差异约1.8倍标准差,但应用M*完备性判据后差异不再显著,强调选择判据对FMR研究的关键影响。
2023-12-01 astro-ph.GA
The fundamental metallicity relation from SDSS (z~0) to VIPERS (z~0.7) Data selection or evolution
目的。我们专注于如何均匀的星系样本具有不同的特性之间的比较。我们检查的基本金属丰度关系(FMR)的投影和这些投影在$z\sim0$(SDSS)和$z\sim0.7$(VIPERS)选择的样品之间的演变。我们特别检查选择标准是否以及在多大程度上影响结果。方法.我们检查了不同的偏见的影响,无论是由物理约束(光度函数的演变和蓝色星系的分数的差异)或数据选择(的信噪比和质量的光谱)的FMR和它的预测。为了区分红移星系的物理演化与这些偏差模拟的虚假演化之间的差异,我们首先分析了这些偏差对SDSS样本的影响,然后从SDSS数据出发,建立了一个与VIPERS等价的$z \sim 0$样本,复制了$z\sim0.7$的VIPERS样本的主要特征,以便进行公平的比较。结果我们发现FMR投影对信噪比的选择和光谱中发射线测量的质量标志引入的偏差都很敏感,特别是$\left[\text{O{\,\sc{iii}}}\right]λ4959$线。例外的是金属丰度与sSFR平面,其对这些偏差不敏感。光度函数的演化只在平面金属丰度与恒星形成率(SFR)之间引入了偏差,而蓝色星系的分数对结果没有影响。
2022-06-06 astro-ph.GA
Expanding on the Fundamental Metallicity Relation in Dwarf Galaxies with MUSE
利用MUSE积分场光谱研究九个矮星系的FMR,发现SFR面密度与金属丰度反相关在低质量星系中更紧密,归因于气体吸积机制差异。
2023-09-14 astro-ph.GA
Rapid, out of equilibrium metal enrichment indicated by a flat mass-metallicity relation at z~6 from NIRCam grism spectroscopy
Institute of Science and Technology Austria(奥地利科学技术学院);National Astronomical Observatory of Japan(日本国立天文台);Astronomy Centre, University of Sussex(萨塞克斯大学天文学中心);Department of Physics, North Carolina State University(北卡罗来纳州立大学物理系);Institute for Computational & Data Sciences, The Pennsylvania State University(宾夕法尼亚州立大学计算与数据科学研究所);Institute for Gravitation and the Cosmos, The Pennsylvania State University(宾夕法尼亚州立大学引力与宇宙学研究所);Department of Astronomy, University of Wisconsin-Madison(威斯康星大学麦迪逊分校天文学系);Kavli Institute for Cosmology, University of Cambridge(剑桥大学卡弗里宇宙学研究所)
研究通过NIRCam光谱学观测发现z~6处星系的MZR平坦,表明低质量星系金属富集迅速且处于非平衡状态。
2025-12-01 astro-ph.GA
Quasar Sightline and Galaxy Evolution (QSAGE) -- III. The mass-metallicity and fundamental metallicity relation of $z \approx$ 2.2 galaxies
本文基于QSAGE巡天HST/WFC3光栅光谱分析67个z≈2.2的[OIII]选择恒星形成星系,测定MZR与FMR,发现其相对局域关系呈金属丰度负偏移,并支持宇宙正午贫金属气体吸积驱动恒星形成。
2023-12-12 astro-ph.GA
The Mass-Metallicity Relation at $z\sim0.8$: Redshift Evolution and Parameter Dependency
利用Sloan数字巡天(SDSS)的重子振荡光谱巡天(eBOSS)的发射线星系(ELG)光谱,研究了$z\sim0.8$的质量-金属丰度关系(MZR)。选定的样本包含大约180,000个具有$0.6 < z < 1.05$和$9 < {\rm log}(M_{\star}/M_{\odot}) < 12$的大质量恒星形成星系。光谱被堆叠在不同参数的仓中,包括红移,恒星质量,恒星形成率(SFR),特定恒星形成率(sSFR),半光半径,质量密度和光学颜色。$z\sim0.83$的平均MZR从局域宇宙到高红移宇宙有一个向下的演化过程,这与以前的工作是一致的。在特定的恒星质量下,具有较高SFR/sSFR和较大半光半径的星系具有系统性较低的金属丰度。对于质量密度和光学颜色更大的星系,这种行为是相反的。在上述物理参数中,MZR对SFR的依赖性最大。我们在$0.6<z<1.05$的星系样本近似地遵循了本地宇宙中的基本金属丰度关系(FMR),尽管样本的不均匀性和不完整性可能会影响我们的MZR和FMR。
2019-10-19 astro-ph.GA
A Uniform Analysis of Gas-phase Metallicity Evolution with 1-3 Gyr Time Sampling over the Past 12 Billion Years
该研究利用统一金属丰度诊断方法,对z~0至z~3.3的恒星形成星系MZR和FMR演化进行系统分析,发现低质量MZR斜率恒定、归一化随红移降低,FMR演化极弱,为高红移金属丰度研究提供基线。
2025-08-25 astro-ph.GA
The JWST EXCELS Survey: gas-phase metallicity evolution at 2 < z < 8
University of Edinburgh(爱丁堡大学);University of California(加州大学);NSF’s National Optical-Infrared Astronomy Research Laboratory(美国国家光学-红外天文研究实验室);Armagh Observatory and Planetarium(阿尔马天文台和天文馆);University of the Western Cape(西开普敦大学);Space Telescope Science Institute(太空望远镜科学研究所)
研究利用JWST/EXCELS数据,分析65个星系的气体相质量-金属度关系和基本金属度关系,发现金属度随红移变化的规律,揭示早期宇宙中气体相富集的快速过程。
2026-03-04 astro-ph.GA
Metal Abundances of KISS Galaxies. VI. New Metallicity Relations for the KISS Sample of Star-Forming Galaxies
我们提出了更新的恒星形成星系(SFG)的光谱数据库中发现的KPNO国际光谱巡天(KISS)的金属丰度关系。从各种望远镜设施获得的发射线星系(ELG)的新光谱观测提供了氧丰度信息。相对于我们以前的分析,具有强大金属丰度的KISS对象的数量增加了近四倍,这提供了一个经验丰度校准,以计算具有足够光谱数据的样本中所有SFG的自洽金属丰度估计。此外,一个复杂的光谱能量分布(SED)拟合例程提供了强大的恒星质量的计算。有了这些新的和/或改进的星系特征,我们已经为KISS样本中的1,450多个星系建立了光度-金属丰度($L$-$Z$)关系、质量-金属丰度($M_{*}$ - $Z$)关系和所谓的基本金属丰度关系(FMR)。这种KISS $M_{*}$ - $Z$关系是第一次提出的,并证明了比KISS $L$ - $Z$关系明显更低的散射。我们发现,我们的关系同意合理以及与以前的出版物,模适度的偏移,由于在SEL金属丰度校准使用的差异。我们说明了在先前的$L$ - $Z$和$M_{*}$ - $Z$研究中存在的一个重要偏倚,涉及直接方法($T_{e}$)丰度,可能导致这些关系中的系统性较低斜率。我们的KISS FMR显示与文献中发现的一致性,尽管具有更大的分散性。这可能是KISS样本偏向于高活动星系的结果。
2018-01-03 astro-ph.GA
The competing effects of recent and long-term star formation histories on oxygen, nitrogen, and stellar metallicities
本研究利用MaNGA数据,发现星系气体和恒星金属丰度关系可用引力势统一解释:深势阱对应早期恒星形成历史,而浅势阱中SFR变化源于近期气体流入。
2025-06-19 astro-ph.GA
Inflow-driven galaxy evolution - I. Revealing the physics of the fundamental metallicity relation
Durham University(杜伦大学);University of St Andrews(圣安德鲁斯大学);Tsinghua University(清华大学)
本研究基于质量连续性方程提出统一物理框架,结合最小化宇宙学气体流动模型与控制实验,揭示了基本金属丰度关系(FMR)的物理起源,证明气态FMR更具根本性,为利用金属丰度标度关系探测宇宙重子循环提供理论基础。
2026-08-06 astro-ph.CO astro-ph.GA
Insights on Metal Enrichment and Environmental Effect at $z\approx5-7$ with JWST ASPIRE/EIGER and Chemical Evolution Model
该研究基于JWST ASPIRE/EIGER观测数据与化学演化模型,分析z≈5-7星系的质量-金属丰度关系,揭示过密环境金属增丰更早启动的特征。
2025-09-19 astro-ph.GA
The KLEVER survey: Nitrogen abundances at $z\sim$2 and probing the existence of a fundamental nitrogen relation
本文比较了来自KMOS透镜发射线和位置审查(KLEVER)巡天的37个高红移星系在$z\sim$ 2处的氮氧比(N/O)与来自斯隆数字巡天(SDSS)的一个本地星系的比较样本。KLEVER样本显示,在给定的气相金属丰度(O/H)下,与本地星系相比,$+$ 0.1 dex的N/O只有轻微的富集,但在固定的恒星质量(M $_*$)下,$-$ 0.36 dex的N/O出现了耗尽。在M $_*$ -N/O平面上,我们发现N/O和SFR之间存在很强的反相关,这与质量-金属丰度关系(MZR)中O/H和SFR之间的反相关相似。我们使用这种反相关来构建基本氮关系(FNR),类似于基本金属丰度关系(FMR)。我们发现KLEVER星系与FMR和FNR都是一致的。这表明,在一个固定的M $_*$考虑时,在高$z$星系中的N/O耗尽是由红移演化的质量金属丰度关系结合近红移不变的N/O-O/H关系驱动的。此外,基本氮关系的存在表明,控制基本金属丰度关系的机制不仅必须通过O/H来探测,而且还必须通过N/O来探测,这表明纯原始气体流入不是FMR的主要驱动力,其他属性,如星系年龄和恒星形成效率的变化必须是重要的。
2022-03-09 astro-ph.GA