自 $z\sim3$ 以来的普适结构与恒星形成关系：连接致密恒星形成星系与宁静星系

我们研究了恒星形成星系与宁静星系的核心（$r<1$ kpc）与有效（$r<r_e$）恒星质量面密度的演化。自 $z=3$ 起，这两类星系在 $\log(\Sigma_e)$ 和 $\log(\Sigma_1)$ 对 $\log(M)$ 的关系中占据截然不同的线性关系。这些结构关系的斜率与散度随时间几乎保持不变，而其归一化常数则下降。对于SFGs，自 $z=3$ 起，$\Sigma_e$ 和 $\Sigma_1$ 的归一化下降不到2倍。如此轻微的下降表明，SFGs通过沿着这些关系演化来构建致密核心。我们将这种演化定义为结构主序（$\Sigma$-MS）。宁静星系遵循偏离 $\Sigma$-MS 的不同关系（$\Sigma^Q_e$、$\Sigma^Q_1$），其密度高于相同质量与红移下的SFGs。$\Sigma^Q_e$ 的归一化自 $z=3$ 起下降了10倍，但 $\Sigma^Q_1$ 仅下降2倍。因此，所有红移下宁静星系的共同特征是存在致密恒星核心，而在SFGs中形成此类核心是猝灭的主要条件。以2D形式表示为在每个红移下偏离SFR-MS和偏离 $\Sigma^Q_1$ 的程度，大质量星系的分布形成了一个普适的L型序列，关联了两个基本物理过程：致密化与猝灭。致密化是SFGs中相对于 $\Sigma$-MS 的实质性核心增长过程。该过程增加了核心质量比与Sersic指数，从而产生致密SFGs。当致密SFGs达到高于 $\Sigma^Q_1 > 9.5$ $M_\odot$/kpc$^2$ 的最大中心密度时，即发生猝灭。该阈值提供了识别所有红移下宁静星系恒星形成 progenitors 的最有效选择标准。