利用 CANDELS 限制从红移 z=3 至今正常与致密被动演化星系的组装

我们研究了从$z\sim3$到$z\sim1$，作为尺寸函数的被动早期型星系数密度的演化，这些星系具有广泛的恒星质量范围 ($10^{10}<M*/M_\odot<10^{11.5}$)，利用了 GOODS-South 天区可用的独特数据集，包括作为宇宙组装近红外深空河外遗产巡天 (CANDELS) 一部分最近获得的 WFC3 图像。特别是，我们利用 GOODS 可用的全波段数据集（包括 VLT、CFHT、Spitzer、Chandra 和 HST ACS+WFC3 数据），选取了$1.2<z<3$范围内 107 个大质量 ($M*>10^{10} M_\odot$)、被动 (SSFR$<10^{-2} \text{ Gyr}^{-1}$) 且形态为球状的星系样本。我们发现，在$1<z<3$期间，被动演化的早期型星系是宇宙中最红且质量最大的天体，并证明了质量、形态、颜色和恒星形成活动之间的相关性在那个时期已经存在。我们测量到从$z\sim3$到$z\sim1$，被动早期型星系 (ETGs) 的质量 - 尺寸关系存在显著演化，星系平均尺寸在仅 3 Gyr 的时间尺度内增长了 2 倍。我们还观察到在同一时间间隔内，被动 ETGs 的数密度增加了 50 倍。我们发现，在$z>2$时形成的第一批 ETGs 都是致密或超致密的，而正常尺寸的 ETGs（即尺寸与同质量本地对应天体相当的 ETGs）仅在$z<1$时成为最常见的 ETGs。$0<z<1$期间 ETGs 平均尺寸的增加主要是由新的大型 ETGs 的出现驱动的，而非单个星系尺寸的增加。