连点成线：利用恒定累积数密度追踪 3<z<7 星系演化

使用宇宙学平滑粒子流体动力学代码 GADGET-3，我们对利用恒定累积数密度作为高红移星系演化示踪剂的技术进行了现实评估。我们发现，在 $3\leq z \leq7$ 的红移范围内，平均而言，可以将从相同累积数密度区间选出的星系群体的恒星质量增长追踪至 $\sim 0.20$ dex 以内。在我们探测的恒星质量范围内（$z =$ 3 时 $10^{10.39}\leq M_s/M_\odot \leq 10^{10.75}$，$z =$ 7 时 $10^{8.48}\leq M_s/M_\odot \leq 10^{9.55}$），通过基于演化的累积数密度来选择星系，可以减小这一偏差。我们发现累积数密度的演化呈现出向更高值变化的趋势，这可以通过简单的线性公式量化，对于后代为 $-0.10\Delta z$，对于祖先为 $0.12\Delta z$。利用这种演化的累积数密度，将后代/祖先追踪的精度提高了约 $\sim2$ 倍。这一结果与相同红移范围内的丰度匹配结果高度一致，误差在 $0.10$ dex 以内。然而，我们发现，相比于以往的研究，我们更现实的宇宙学流体动力学模拟在后代/祖先的恒星质量中产生了更大的散布，在追踪祖先时尤为明显。这种大的散布使得恒定累积数密度或演化累积数密度技术的应用仅限于星系群体的平均恒星质量，因为由单个星系的气体吸积、并合和恒星形成等随机物理过程导致的多样化质量组装历史，将在金属licity和恒星形成率等其他物理性质中产生更大的散布。