结合高红移星系光度函数与贝叶斯证据

Nicolas J. F. Gillet; Andrei Mesinger; Jaehong Park

doi:10.1093/mnras/stz2988

结合高红移星系光度函数与贝叶斯证据

星系天体物理 2020-01-08 v2 宇宙学与河外天体物理

作者: Nicolas J. F. Gillet , Andrei Mesinger , Jaehong Park

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摘要

宇宙诞生后最初十亿年间的星系形成仍是天体物理宇宙学前沿的一个难题。尽管这些 $z \geq 6$ 星系很可能是导致我们宇宙最后一次主要相变——再电离时期(EoR)的元凶,但详细研究目前只能针对相对稀少、明亮的天体。刻画更能代表整体星系群体的较暗弱星系,目前主要通过其非电离紫外光度函数(LF)进行。然而观测紫外 LF 的暗端极具挑战性,当前估计值可相差数个数量级。本文提出一种在贝叶斯框架下结合不同高- $z$ 紫外 LF 数据集的方法:贝叶斯数据平均(BDA)。利用一个灵活的、受物理驱动的星系模型,我们计算了各 $z=6$ 紫外 LF 在数据集共有的星等范围 $-20 \leq M_{\rm UV} \leq -15$ 内的相对证据。我们的模型主要基于暗晕质量函数的幂律标度,会自然地对系统性锯齿状数据点以及错误估计的误差进行惩罚。随后我们利用相对证据对 EoR 期间 $6 \leq z \leq 10$ 的不同 LF 观测所得后验进行加权。所得 LF 表明,积分至紫外星等 -17 的恒星形成率密度(SFRD)分别占红移 6 / 10 / 15 处总 SFRD 的 $60.9^{+11.3}_{-9.6}\%$ / $28.2^{+9.3}_{-10.1}\%$ / $5.7^{+4.5}_{-4.7}\%$ 。我们引入的 BDA 框架使星系模型能够利用多个类似的观测数据集。

关键词

高红移星系紫外光度函数贝叶斯数据平均再电离时期恒星形成率密度星系形成贝叶斯证据

引用

@article{arxiv.1906.06296,
  title  = {Combining high-z galaxy luminosity functions with Bayesian evidence},
  author = {Nicolas J. F. Gillet and Andrei Mesinger and Jaehong Park},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1906.06296},
  year   = {2020}
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结合高红移星系光度函数与贝叶斯证据

摘要

关键词

引用

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