星系内恒星质量分布与自z=2以来恒星形成熄火之间的联系

我们以空间分辨的方式研究了从 $z\sim2$ 到 $z\sim0$ 宁静星系与恒星形成星系的恒星质量组装历史。为此，我们使用了哈勃空间望远镜（HST）在GOODS天区的多波段成像数据，以及斯隆数字巡天（SDSS）的本地星系数据。我们给出了 $M_{\ast}>10^{10} M_{\odot}$ 星系的径向恒星质量面密度剖面（已修正质量光比（$M_{\ast}/L$）变化），并推导了恒星形成星系与宁静星系的半质量半径（$R_{m}$）、1 kpc内的中心恒星质量面密度（$\Sigma_{1}$）以及 $R_{m}$ 处的面密度（$\Sigma_{m}$），研究了它们随红移的演化。在固定恒星质量下，宁静星系的半质量尺寸从 $z\sim2$ 到 $z\sim0$ 增大了 $\sim3-5$ 倍，而恒星形成星系的半质量尺寸仅轻微增大，约 $\sim2$ 倍。宁静星系的中心密度 $\Sigma_{1}$ 从 $z\sim2$ 到 $z\sim0$ 略微下降（不超过 $\lesssim1.7$ 倍），而对于恒星形成星系，$\Sigma_{1}$ 在固定质量下随时间增加。我们表明，中心密度 $\Sigma_{1}$ 与比恒星形成率（sSFR）的相关性比 $\Sigma_{m}$ 更紧密，并且在所有质量和红移下，中心密度更高的星系更容易发生熄火（quenching）。达到高中心密度（$\Sigma_{1} \gtrsim 10^{10} M_{\odot} \mathrm{kpc}^2$）似乎是恒星形成停止的先决条件，尽管高 $\Sigma_{1}$ 与熄火（quenching）之间的因果联系难以证明，且它们的相关性可能具有不同的起源。