利用 MOSFIRE 速度弥散测量在 3<z<4 大质量宁静星系中得到与潜在轻初始质量函数一致的动力与恒星质量
星系天体物理
2021-03-31 v2
摘要
我们基于 Keck/MOSFIRE 近红外光谱仪的 deep H 与 K 波段深光谱，给出了四个大质量（∼10^{11}M_⊙）宁静星系在 3.2<z<3.7 的速度弥散测量。基于强巴耳末吸收线，我们发现约 σ_e∼250 km/s 的高速度弥散，并将其与基于 HST/WFC3 F160W 成像的尺寸测量结合以推断动力质量。速度弥散与高恒星质量和小尺寸大体一致。连同宁静恒星星族的证认，这些光谱确认了在早期宇宙 z>4 快速形成并淬灭的大质量星系族的存在。考察 z∼3.5 与 z∼2 间恒定速度弥散下的演化，我们发现有效半径增加 0.35±0.12 dex，动力质量与恒星质量之比 <log(M_dyn/M*)> 增加 0.33±0.08 dex，且暗物质预期贡献低。我们 z∼3.5 样本的动力质量与 Chabrier 初始质量函数（IMF）下的恒星质量一致，其比值 <log(M_dyn/M^*_Ch)> = -0.13±0.10 dex 表明比 Salpeter 更轻的 IMF 可能常见于 z>3 的大质量宁静星系。考虑到在 z∼2 高速度弥散星系及现今椭圆星系核心（被认为由这些星系演化而来）中发现 Salpeter 或更重 IMF，这令人惊讶。未来利用即将升空的詹姆斯·韦伯空间望远镜进行分辨运动学的成像与光谱观测，可排除来自旋转的潜在系统误差并证实这些结果。
引用
@article{arxiv.2010.09738,
title = {Consistent dynamical and stellar masses with potential light IMF in massive quiescent galaxies at $3 < z < 4$ using velocity dispersions measurements with MOSFIRE},
author = {James Esdaile and Karl Glazebrook and Ivo Labbe and Edward Taylor and Corentin Schreiber and Themiya Nanayakkara and Glenn G. Kacprzak and Pascal A. Oesch and Kim-Vy H. Tran and Casey Papovich and Lee Spitler and Caroline M. S. Straatman},
journal= {arXiv preprint arXiv:2010.09738},
year = {2021}
}
备注
11 pages, 3 figures. Accepted to ApJ Letters