A$^{3}$COSMOS：跨宇宙时间主序星系分子气体质量与尺度的普查

为首次约束质量完备的 $>10^{10}$M$_{\odot}$ 主序（MS）星系在 $0.4<z<3.6$ 样本的平均分子气体质量与尺度。我们对大量阿塔卡马大型毫米波/亚毫米波阵列（ALMA）档案观测应用一种创新的基于 $uv$ 的堆叠分析。该堆叠分析提供了星系族群分子气体平均质量与尺度的测量。MS 星系的分子气体质量随红移与恒星质量演化。在所有恒星质量下，分子气体分数从 $z\sim3.2$ 到 $z\sim0$ 降低了 24 倍。在给定红移下，MS 星系的分子气体分数随恒星质量减小，速率大致与其比恒星形成率减小速率相同。MS 星系的分子气体耗尽时间在 $z>0.5$ 时保持大致恒定，值为 300--500 Myr，但从 $z\sim0.5$ 到 $z\sim0$ 增加了 3 倍。MS 星系分子气体耗尽时间的这一演化可由其分子气体面密度的演化及一个看似普适的仅限 MS 的 $\Sigma_{M_{\rm mol}}-\Sigma_{\rm SFR}$ 关系（推断斜率为 1.13，即所谓 KS 关系）预测。MS 星系的远红外尺寸随红移或恒星质量无显著演化，平均圆化半光半径为 2.2 kpc。最后，我们的平均分子气体质量低于先前估计，可能由文献研究偏向具有大质量气体储层的单独探测 MS 星系所致。一阶而言，MS 星系的分子气体含量调节其跨宇宙时间的恒星形成，而其恒星形成效率的变化起次要作用。尽管气体含量与 SFR 有巨大演化，MS 星系沿一条看似普适的仅限 MS 的 KS 关系演化。