Atomic Gas Dominates the Baryonic Mass of Star-forming Galaxies at $z \approx 1.3$
本文对一个在$z\approx0.75-1.45$的恒星形成星系样品的平均原子气体质量$\langle M_{Atom}\rangle$（包括HI和He）、平均分子气体质量$\langle M_{Mol}\rangle$和平均恒星质量$\langle M_*\rangle$进行了比较，以探讨宇宙中恒星形成活动高峰期星系的重子组成。通过对GMRT-CAT $z1$巡天中的HI 21 cm信号进行叠加，得到了$z=0.74-1.25$和$z=1.25-1.45$两个恒星质量匹配样本中恒星形成星系的$\langle M_{Atom}\rangle$值。我们发现，在$z\gtrsim 1$的恒星形成星系的重子组成是显着不同的$z\approx0$。对于具有$\langle M_*\rangle\approx10^{10} M_\odot$的恒星形成星系，恒星对重子总质量的贡献$M_{Baryon}$在$z\approx0$是$\approx61\%$，但在$z\approx1.3$只有$\approx16\%$，而分子气体在$z\approx0$是重子质量的$\approx6\%$，在$z\approx1.3$是$\approx14\%$。值得注意的是，我们发现原子气体构成了$z\approx1.3$恒星形成星系中$M_{Baryon}$的$\approx70\%$。我们发现，$\lang…
2022-08-05 astro-ph.GA
The Prevalence of Turbulence-Regulated Multiphase Galactic Winds in Star-Forming Galaxies
Johns Hopkins University（约翰斯·霍普金斯大学）；Max-Planck Institute for Astrophysics（马克斯·普朗克天体物理学研究所）；Universität Heidelberg（海德堡大学）；Northwestern University（西北大学）；Space Telescope Science Institute（太空望远镜科学研究所）；University of Pittsburgh（匹兹堡大学）
研究发现恒星形成星系中湍流调控的多相银河风普遍存在，恒星反馈通过驱动湍流和整体流出维持CGM的能量预算。
2026-03-06 astro-ph.GA
ALMA shows that gas reservoirs of star-forming disks over the past 3 billion years are not predominantly molecular
冷氢气是星系中恒星形成的原燃料，其原子和分子相的划分是星系演化的关键量。在这封信中，我们结合了阿塔卡马大型毫米/亚毫米阵列和阿雷西博单碟观测，估计了大质量恒星形成星系的分子-原子氢质量比，从HIGHz调查中提取了$z\sim$ 0.2，即，一些目前已知的最大的富含气体的系统。我们发现，在这些星系中的原子和分子氢之间的平衡是类似的本地主序星盘，这意味着原子氢已占主导地位的恒星形成星系的冷气质量预算至少在过去的30亿年。此外，尽管窝藏气体水库是更典型的对象在宇宙中午，高赫兹星系主机定期旋转磁盘低气体速度色散表明，高总气体分数不一定驱动高湍流的星际介质。
2017-10-02 astro-ph.GA
Tracing Evolution in Massive Protostellar Objects (TEMPO) -- I: Fragmentation and emission properties of massive star-forming clumps in a luminosity limited ALMA sample
本文基于TEMPO项目，利用ALMA在1.3mm波段观测38个大质量恒星形成区，探讨了样本的碎裂、成团和通量密度性质，发现碎裂尺度多大于热Jeans长度，并揭示了光度与谱线丰富度的演化趋势及连续谱通道选择方法。
2023-09-11 astro-ph.GA
K-CLASH: spatially-resolving star-forming galaxies in field and cluster environments at $z \approx 0.2$-$0.6$
我们提出了KMOS-CLASH（K-CLASH）调查，K波段多目标摄谱仪（KMOS）调查的空间分辨气体的性质和运动学的191（主要是蓝色）H $α$ -检测星系在$0.2 \lesssim z \lesssim 0.6$领域和集群环境。K-CLASH在四个星团透镜和超新星巡天中以KMOS $IZ$波段的哈勃（CLASH）视场为目标，在$7'$半径（$\approx2$ - $3$ Mpc）视场内。K-CLASH的目的是研究恒星形成星系从$z\approx1$ - $3$的湍流、高度恒星形成的盘状和奇特系统到$z\approx0$的相对静止、有序的晚型星系的转变，并研究自$z\approx1$以来星系团在红色序列形成中的作用。在本文中，我们描述了K-CLASH调查，介绍了样本，并提供了K-CLASH星系属性的概述。我们表明，我们的样本包括恒星形成星系的典型恒星质量和时代，居住在字段和集群环境。我们得出结论，K-CLASH提供了一个理想的样本，以弥合现有的大积分场光谱调查在较高和较低的红移之间的差距。我们发现，恒星形成的K-CLASH星系团星系在中间的红移系统较低的恒星质量比他们的恒星形成的同行在外地，暗示在可能的“缩小”方案的星系生长在这些时代的集群。我们测量的H $α$检测到的恒星形成率之间没有差异，恒星形成星系在两种环境中占恒星质量后，表明集群淬火发生非常迅速的时代期间探测的K-…
2020-05-27 astro-ph.GA
Star-Forming Galaxies at Cosmic Noon
更深入和更广泛的回顾调查已经导致了宇宙恒星形成历史的一个相当强大的轮廓，这一历史在z~2左右达到顶峰，这一时期通常被戏称为“宇宙正午”。“我们对这些时期恒星形成星系的了解已经从越来越完整的人口普查和单个星系的详细视图中大大提高。我们强调了一些关键的观测见解，影响了我们目前的理解星系演化的平衡增长图片：$\bullet$星系属性之间的标度关系是相当好地建立在大质量星系至少到z~2，指出调节机制已经作用于星系的增长; $\bullet$解析图揭示了在z~ 1000的富气体和重子星系中的引力不稳定性和有效的长期过程。$\bullet$对z~2处的运动学观测越来越敏感，它正在探索星系尺度上的重子和暗物质收支以及恒星形成星系与其可能的后代之间的联系; $\bullet$向更高质量、巨大的隆起、致密的核心和强大的活动星系核和活动星系核驱动的外流更普遍，可能在淬灭恒星形成中发挥作用。我们概述了未来十年即将到来的仪器，包括詹姆斯韦伯太空望远镜和下一代超大望远镜的新问题和令人兴奋的前景。
2020-10-20 astro-ph.GA
Atomic Gas Scaling Relations of Star-forming Galaxies at $z \approx 1$
我们利用巨型米波射电望远镜（Giant Metrewave Radio Telescope，GMRT）在$z=0.74-1.45$进行的510小时21厘米高氢辐射巡天（Cold-HI AT $z\approx1$，CAT $z1$），首次测量了$z\approx1$的氢原子标度关系。我们将$z\approx1$的11,419个蓝色恒星形成星系的样本分成三个恒星质量（$M_*$）子样本，并获得所有三个子样本中星系的HI 21 cm发射信号的叠加检测（在$\geq 4σ$意义上）。我们在三个恒星质量子样本中对HI平均质量（$M_{HI}$）的测量值拟合幂律关系，发现$z\approx1$处的$M_{HI}-M_{*}$关系的斜率与$z\approx0$处的一致。然而，我们发现$M_{HI}-M_{*}$关系已经从$z\approx1$向下移动到$z\approx0$，移动了$3.54\pm0.48$的因子。此外，我们发现，HI耗尽时标（$t_{dep,HI}$）的星系在三个恒星质量的子样本系统低于那些在$z\approx0$，由$\approx2-4$的因素。我们将样本星系分为三个特定的恒星形成率（sSFR）子样本，再次获得$\geq 4σ$检测堆叠HI 21厘米发射信号在所有三个子样本。我们发现HI质量与恒星质量之比与sSFR的关系在$z\approx1$和$z\approx0$之间…
2022-12-12 astro-ph.GA
Giant Metrewave Radio Telescope Detection of HI 21 cm Emission from Star-forming Galaxies at $z \approx 1.3$
我们报告了一个$\approx 400$小时的巨型米波射电望远镜（GMRT）搜索的HI 21厘米发射的恒星形成星系在$z = 1.18-1.39$在七个领域的深2星系巡天。包括来自早期60小时GMRT观测运行的数据，我们共同添加了来自2，841个蓝色恒星形成星系的HI 21 cm发射信号，这些星系位于GMRT主光束的半峰全宽范围内。这使得$5.0σ$探测到了来自2，841个星系的平均HI 21 cm信号，平均红移为$\langle z \rangle \approx 1.3$，这是第二次在$z\ge1$探测到HI 21 cm发射。我们得到的平均HI质量的$\langle {\rm M_{HI}} \rangle=(3.09 \pm 0.61) \times 10^{10}\ {\rm M}_\odot$和HI的$2.6\pm0.5$的恒星质量比，都显着高于在本地宇宙中具有类似的恒星质量的星系的值。我们还叠加了星系的1.4 GHz连续辐射，以获得$14.5\pm1.1\ {\rm M}_\odot \textrm{yr}^{-1}$的中值恒星形成率（SFR）。这意味着在$z\approx 1.3$的蓝色恒星形成星系的$\approx 2$陀螺仪的平均HI耗尽时标，比类似的本地星系低$\approx 3.5$。我们的研究结果表明，HI内容的星系接近宇宙SFR密度峰值时代的结束是不足以维…
2021-05-14 astro-ph.GA
The Star Formation Reference Survey. IV. Stellar mass distribution of local star-forming galaxies
我们约束质量分布在附近，恒星形成的星系与恒星形成参考调查（SFRS），一个星系样本构造成代表所有已知的组合的恒星形成率（SFR），尘埃温度，和特定的恒星形成率（sSFR）存在于本地宇宙。一个创新的2 MASS/ $K_{s}$ -波段图像的SFRS星系的二维球/盘分解产生全球光度和恒星质量函数，以及单独的质量函数为他们的凸起和磁盘。这些精确的质量函数涵盖了从矮星系到大型螺旋星系的全部范围，并且是基于其红外光度选择的恒星形成星系的代表，不受AGN内容和环境的影响。我们测量了一个积分光度密度$j$ = 1.72 $\pm$ 0.93 $\times$ 10 $^{9}$ L $_{\odot}$ $h^{-1}$ Mpc $^{-3}$和一个恒星总质量密度$ρ_{M}$ = 4.61 $\pm$ 2.40 $\times$ 10 $^{8}$ M $_{\odot}$ $h^{-1}$ Mpc $^{-3}$。虽然\emph{average}恒星形成星系的恒星质量在其子组成部分之间均匀分布，但盘状物在全球范围内以4：1的比例主导着质量密度预算。特别是，我们的功能表明，最近的恒星形成主要发生在大质量系统，在那里他们已经产生了一个磁盘恒星质量密度大于凸起超过1德克斯。我们的研究结果构成了一个参考基准模型解决本地（$z = 0$）恒星形成星系的凸起和磁盘上的恒星质量的组装。
2021-07-02 astro-ph.GA
The KMOS Galaxy Evolution Survey (KGES): the angular momentum of star-forming galaxies over the last ~10 Gyr
我们介绍了KMOS星系演化巡天（KGES），一个$K$波段多目标摄谱仪（KMOS）研究的H $α$和[NII]发射从288 $K$波段选择星系在$1.2 \lesssim z \lesssim 1.8$，与恒星质量范围$\log_{10}(M_{*}/\rm{M}_{\odot})\approx$ 9-11.5。在本文中，我们描述了调查设计，提出了样本，并讨论了KGES星系的关键属性。我们将KGES与KMOS红移一光谱巡天（KROSS）和SAMI星系巡天的较低红移处的适当匹配样本相结合。考虑到样本选择、数据质量和测量之间分析技术的影响，我们研究了$z\approx1.5$、$\approx1$和$\approx0$上恒星形成星系的运动学特征和角动量含量。我们发现，恒星质量，而不是红移，最强烈的相关性与光盘之间的恒星形成星系在$z \lesssim 1.5$的分数，观察只有适度增加之间的流行光盘$z\approx1.5$和$z\approx0.04$在固定的恒星质量。此外，典型的恒星形成星系遵循相同的特定角动量和恒星质量之间的中值关系，不管它们的红移如何，关系的归一化更强烈地依赖于星系的运动学是如何盘状的。这表明，在我们的研究所涵盖的$\approx$ 10 Gyr中，大质量的恒星形成盘以非常相似的方式形成，并且在这项工作中探测的恒星质量和红移范围内，星系角动量与其晕之间的推断联系并…
2021-06-10 astro-ph.GA
The Anatomy of a Star-Forming Galaxy II: the role of FUV heating via dust
远紫外线（FUV）辐射在年轻星团的能量预算中大大超过紫外线，超新星和风，但在星系模拟中建模很差。我们提出的第一个孤立的星系盘模拟的结果，包括光电加热气体通过尘埃颗粒从FUV辐射自洽，使用射线追踪的方法，计算沿源接收器视线的光学深度。这是TREVR辐射转移算法的首次科学应用。我们发现FUV辐射本身不能调节恒星的形成。然而，FUV辐射产生温暖的中性气体，并能够产生具有现实尺度高度的调节星系。FUV也是一种远程反馈，在星系的外盘中更为重要。我们还使用了超级气泡反馈模型，它只依赖于单位恒星质量的超新星能量，比常见的参数驱动的替代方案在物理上更现实，从而更好地约束超新星反馈的影响。FUV和超新星一起可以调节恒星的形成，而不会产生太多的热电离介质，并且与单独的超新星相比，对ISM的干扰较小。
2020-12-09 astro-ph.GA
Water in Low-Mass Star-Forming Regions with Herschel: The Link Between Water Gas and Ice in Protostellar Envelopes
目的：我们的目标是确定水化学的关键参数和水对氧预算的贡献，通过观察和模拟11个低质量原恒星的样本，这两种形式的水已经观察到的水的气体和冰。研究方法：一个简化的化学网络，这是对更复杂的化学网络的基准，开发，包括必要的成分，以确定水蒸气和冰的丰度分布在寒冷的，外部信封中的温度增加对原恒星。将这个化学网络的结果与水排放线和先前公布的水冰柱密度的观测结果进行比较，使我们能够探测各种因素的影响（例如，FUV场、初始丰度、时间尺度和运动学）。结果如下：在我们的样品中，观测到的水冰氢核丰度为30- 80 ppm，因此仅含有320 ppm挥发性氧预算的10-30%。重现这一结果的关键是在坍缩前阶段后初始水冰丰度较低，以及原子氧不能在T（尘埃）>15 K的区域冻结并形成水冰。这需要星前核心的寿命短于约0.1Myr。通过FUV光解吸、光解离和冻结的相互作用，形成水蒸气分布。水蒸气线轮廓是FUV光子通量和包络运动学的宝贵示踪剂。结论：只有一小部分的氧收支被锁在水冰中，这一发现可以解释为，在n（H）~ 1 e4 cm-3的密度下，坍塌前的时间短于100万年，或者是其他一些过程重新设定了坍塌后阶段的初始水冰丰度。理解水冰丰度的一个关键是冰上原子氧的结合能。
2014-09-23 astro-ph.GA astro-ph.SR
Stellar Surface Density Modulates MgII Cool-gas Outflow Absorption in DESI Star-forming Galaxies
University of Science and Technology of China（中国科学技术大学）
利用DESI数据，发现恒星表面密度独立于恒星质量和恒星形成率，单调增强MgII外流吸收等值宽度，表明星系结构调控冷气体外流强度。
2026-07-01 astro-ph.GA
The Evolution of Gas-Phase Metallicity and Resolved Abundances in Star-forming Galaxies at $z \approx0.6-1.8$
本文分析了位于$z \approx0.6-1.8$的$\approx$ 650恒星形成星系的化学丰度特性。使用积分场观测的$K$ -波段多目标摄谱仪（KMOS），我们量化的[NII]/H $α$发射线比，一个代理的气相氧丰度在星际介质。在$z \approx0.6-1.0$和$z \approx1.2-1.8$上定义了恒星质量-金属丰度关系，并分析了该关系中的散射与星系基本性质（如H $α$恒星形成率、H $α$特定恒星形成率、自转优势、恒星连续半光半径和哈勃型形态）之间的相关性。我们发现，对于一个给定的恒星质量，更高的恒星形成，更大的和不规则的星系有较低的气相金属丰度，这可能是由于它们的表面质量密度较低，不规则系统的气体分数较高。我们测量的径向依赖的气相金属在星系中，建立一个中位数，光束涂抹校正，金属梯度$ ΔZ/ ΔR=0.002 \pm0.004$德克斯千分之$^{-1}$，平均有没有显着的依赖于半径。一个星系的金属丰度梯度是独立于其静止框架的光学形态，而与它的恒星质量和特定的恒星形成率，在协议的星系演化的由内而外的模型，以及它的旋转优势。我们量化的金属丰度梯度的演变，比较我们的样本中的$ΔZ/ ΔR$的分布与数值模拟和观测在$z \approx0-3$。在我们的样本中，Galerkin表现出比本地恒星形成星系更平坦的金属丰度梯度，这与恒星反馈在重新分配金属中起着至关重要的作…
2020-12-08 astro-ph.GA
Oxygen budget in low-mass protostars: the NGC1333-IRAS4A R1 shock observed in [OI] at 63 um with SOFIA-GREAT
在形成低质量原恒星的分子流出中，大多数氧气预计将被锁定在水中。然而，赫歇尔的观测表明，通常一个数量级或更多的氧气仍然无法解释。为了测试氧是否以原子形式存在，SOFIA-GREAT观察了NGC 1333-IRAS 4A明亮分子流出的R1位置。检测到[OI] 63 μ m谱线并进行光谱分辨。从+15 km/s的强度峰值开始，强度逐渐降低，直到+50 km/s。该剖面与高速（HV）H2O和CO 16-15的剖面相似，后者与[OI]同时观察到。一个辐射转移分析表明，约15%的氧是原子形式朝向这个冲击位置。通过类似的分析推断CO的丰度约为10^-4，这表明CO是HV组分中的主要氧载体。这些结果表明，所观察到的[OI]排放的很大一部分是流出的一部分。需要进一步的观察来验证这是否是一个总的趋势。
2017-04-25 astro-ph.GA astro-ph.SR
The gas mass of star-forming galaxies at $z \approx 1.3$
本文报道了利用巨型米波射电望远镜（GMRT）对位于深二红移巡天子场中的$z \approx 1.18 - 1.34$的一个大样本恒星形成星系的HI 21 cm辐射进行的搜索。搜寻是通过将857个星系的HI 21 cm光谱移到静止坐标系后，再将每个星系的HI 21 cm光谱叠加在一起进行的。在速度分辨率为$\approx 315$ km·s $^{-1}$的条件下，我们得到了857个星系平均HI 21 cm通量密度的$3σ$上限S $_{\rm{HI}} < 2.5 μ$ Jy。这产生了对857个堆叠星系的平均HI质量的$3σ$约束M $_{\rm{HI}} < 2.1 \times 10^{10} \times \left[Δ{\rm V}/315 \rm{km/s} \right]^{1/2} \textrm{M}_\odot$，这是$z > 1$中对星系原子气体质量的第一个直接约束。平均原子气体质量分数（相对于恒星）的隐含极限是${\rm M}_{\rm GAS}/{\rm M}_* < 0.5$，与类似恒星形成星系在这些红移下的冷分子气体质量分数相当。我们发现，在$z \approx 1.3$的大质量恒星形成星系中，中性原子气体的宇宙学质量密度为$Ω_{\rm GAS} < 3.7 \times 10^{-4}$，明显低于在本地宇宙和$z \geq 2.2$的阻尼莱曼- $α…
2016-02-05 astro-ph.CO astro-ph.GA
The SONYC survey: Towards a complete census of brown dwarfs in star forming regions
SONYC是“邻近年轻星团中的亚恒星物体”的缩写，是一个调查计划，旨在提供附近恒星形成区域的亚恒星人口普查。我们已经在五个年轻的区域（NGC 1333，rho Ophiuchi，Chamaeleon-I，Upper Sco和Lupus-3）进行了深度光学和近红外测光，结合自行，然后与Subaru和VLT进行了广泛的光谱运动，其中我们已经获得了700多个候选低质量天体的光谱。我们已经确定并表征了60多个新的亚恒星物体，其中少数物体的质量接近或低于氘燃烧极限。通过SONYC和其他小组的调查，亚恒星IMF现在被很好地表征为~ 5 - 10 MJup，我们发现恒星与棕矮星的数量比在2和6之间。对NGC 1333的全面调查显示，在~ 5 MJup的范围内，具有行星质量的自由漂浮物体的数量比恒星少20-50倍，即它们对星团质量预算的贡献可以忽略不计。
2013-06-28 astro-ph.GA astro-ph.SR
The HI mass function of star-forming galaxies at $\mathbf{z \sim 0.35}$
中性氢原子质量函数（HIMF）描述了星系中任意时刻中性氢原子含量的分布，它的演化是探索星系形成和演化模型的重要途径。在这里，我们报告的巨型米波射电望远镜HI 21厘米光谱的蓝色恒星形成星系在$z\approx0.20-0.42$在扩展的Groth带，这使我们能够确定之间的标度关系的平均HI质量（$\rm{M_{HI}}$）和绝对B带星等（$\rm{M_B}$）的星系子样品在不同的$\rm{M_B}$范围内的叠加在$z \approx 0.35$。我们结合这个$\rm{M_{HI}-M_B}$标度关系（假设散射等于在本地宇宙）与已知的B波段光度函数的恒星形成星系在这些红移，以确定在$z\approx0.35$的HIMF。我们表明，使用正确的分散在$\rm{M_{HI}-M_B}$标度关系的HIMF的准确估计是至关重要的。我们发现，HIMF已演变显着从$z\approx0.35$ $z\approx0$，即在过去的四个陀螺仪，特别是在高质量端。具有$\rm{M_{HI}\gtrsim10^{10}\ M_\odot}$的大质量星系是$\approx3.4$在$z\approx0.35$比在$z \approx 0$更不普遍的一个因素。相反，在$z\approx0.35$中有更多的低质量星系，具有$\rm{M_{HI} \approx10^9\ {M}_\odot}$。虽然我们的研究结果…
2022-10-31 astro-ph.CO astro-ph.GA
First hyperfine resolved far-infrared OH spectrum from a star-forming region
OH是H2O化学和恒星形成区冷却收支中的重要分子。赫歇尔关键方案“赫歇尔恒星形成区的水”（WISH）的目标是研究原恒星演化过程中的H2O和相关物质。我们在这封信中的目的是评估的OH排放的恒星形成区域的起源和限制的性质的排放气体。用Herschel上的远红外外差仪器（HIFI）在1837.8 GHz（163.1微米）对高质量恒星形成区W3 IRS 5的OH 2 Pi 1/2 J = 3/2-1/2三重态进行了高分辨率观测，揭示了恒星形成区的第一个超精细速度分辨OH远红外光谱。OH发射的谱线轮廓示出两个分量：窄分量（FWHM约为0.0001）。4-5 km/s），具有部分分辨的超精细结构，位于宽的（FWHM约为1.0km/s）的顶部。30 km/s）分量。窄发射同意从辐射转移计算的球形包络模型的W3 IRS 5与一个恒定的OH丰度约。8e-9.与H2O的比较得出的OH/H2O丰度比在T > 100 K时约为1 e-3，在T <100 K时约为1，这与目前稠密云化学与冻结和光解吸的图像一致。广泛的组成部分归因于外流排放。通过与水线模拟结果的比较，得出流出物中OH/H_2O的丰度比> 0.028。这个比例可以用快速J型激波或较慢的紫外线照射C型激波来解释。
2011-05-25 astro-ph.GA astro-ph.SR
