VLA-COSMOS 3GHz 大型项目：自 $z\sim5$ 以来的宇宙恒星形成历史

我们利用 Karl G. Jansky 甚大阵列（VLA）在 3GHz 的深场 COSMOS 射电观测数据，基于约 6000 个具有可靠光学对应体的探测源，推导了直至 $z\sim5$ 的恒星形成星系射电光度函数。这是目前 $z\sim5$ 范围内可用的最大射电选择样本，覆盖面积为 2 平方度，灵敏度为 rms=2.3 ujy/beam。通过将射电光度函数的暗端和亮端形状固定为局部值，我们发现了一个强烈的红移趋势，可用纯光度演化 $L\sim(1+z)^{(3.16 +- 0.2)-(0.32 +- 0.07) z}$ 拟合。我们使用具有红移依赖性的红外（IR）-射电相关性，根据我们的射电光度估算了恒星形成率（SFRs）。通过对演化光度函数的参数化拟合进行积分，我们计算了自 $z\sim5$ 以来的宇宙 SFR 密度（SFRD）历史。我们的数据表明，SFRD 历史在 $2<z<3$ 之间达到峰值，且极亮红外星系（ULIRGs；100 Msol/yr<SFR<1000 Msol/yr）在相同红移范围内对总 SFRD 的贡献高达约 25%。超亮红外星系（HyLIRGs；SFR>1000 Msol/yr）在整个观测红移范围内的额外贡献小于 2%。我们发现了基于高红移（$z>4$）莱曼断裂星系（LBGs）紫外（UV）静止系观测的 SFRD 可能被低估约 15-20% 的证据，这是由于高度尘埃遮蔽星系中存在显著的恒星形成，而这可能在此类 UV 观测中未被探测到。