高红移处亮星系的恒星重子分数增加
星系天体物理
2015-11-19 v2
摘要
最近的观测表明，静止帧紫外 (UV) 光度函数的特征光度在 4 < z < 7 范围内没有显著演化，约为 M*_UV ~ -21。我们通过检查 178 个位于 z=4 至 7 的亮星系（M_UV < -21）样本来研究这种明显的非演化现象，分析它们的恒星种群和宿主晕质量。结合深度 Spitzer/IRAC 成像以约束静止帧光学光度，我们发现 z=4-7 处的 M*_UV 星系具有相似的恒星质量 log(M/Msol)=9.6-9.9，因此对于这些高红移而言相对大质量。然而，尽管这两类星系具有相似的恒星形成率和尘埃消光水平，但 z=4-7 处的亮星系比 z=2-3 处同样明亮的星系质量更小且推断年龄更年轻。我们将这些亮 z=4-7 星系的丰度与 Bolshoi Lambda-CDM 模拟中的晕质量函数进行匹配，以估算晕质量。我们发现，~M*_UV 星系的典型晕质量从 z=4 处的 log(M_h/Msol)=11.9 下降到 z=7 处的 log(M_h/Msol)=11.4。因此，尽管我们在多个红移处研究质量相似的星系，但这些星系在高红移处存在于质量更低的晕中。以宇宙平均值 Omega_b/Omega_m 为单位的恒星重子分数从 z=4 处的 5.1% 上升到 z=7 处的 11.7%；这一演化在约 3-sigma 水平上是显著的。这一上升不符合关于星系如何增长的简单预期，并暗示某种效应（也许是反馈效率的降低）使得在高红移处有更高比例的可利用重子转化为恒星。
引用
@article{arxiv.1504.00005,
title = {An Increasing Stellar Baryon Fraction in Bright Galaxies at High Redshift},
author = {Steven L. Finkelstein and Mimi Song and Peter Behroozi and Rachel S. Somerville and Casey Papovich and Milos Milosavljevic and Avishai Dekel and Desika Narayanan and Matthew L. N. Ashby and Asantha Cooray and Giovanni G. Fazio and Henry C. Ferguson and Anton M. Koekemoer and Brett W. Salmon and S. P. Willner},
journal= {arXiv preprint arXiv:1504.00005},
year = {2015}
}
备注
Accepted to ApJ. 15 pages, 5 figures, 6 tables