限制 0.5<z<2.5 恒星形成序列的低质量端斜率

利用 CANDELS 场中的深度测光数据，我们从 3D-HST 测光星表中选取了 39,106 个星暴星系组成的质量完备样本，将恒星形成率（$\log\Psi$）与恒星质量（$\log\mathrm{M_{\star}}$）关系的斜率限制延伸至 $\log(\mathrm{M_{\star}/M_{\odot}})=8.4$（对应 $z=0.5$）至 $\log(\mathrm{M_{\star}/M_{\odot}})=9.2$（对应 $z=2.5$）。我们首次发现该斜率依赖于恒星质量：在低质量端（$\log\mathrm{\Psi}\propto\log\mathrm{M_{\star}}$）比在高质量端（$\log\mathrm{\Psi}\propto(0.3-0.6)\log\mathrm{M_{\star}}$）更陡。针对三种不同的恒星形成示踪物均发现了这种更陡的低质量端斜率：紫外（UV）与红外（IR）的组合（基于 Spitzer/MIPS 24$\mu$m 成像的叠合分析校准）、$\beta$ 修正的 UV 恒星形成率以及 H$\alpha$ 恒星形成率。恒星形成序列的归一化在不同质量区间也表现出不同的演化：对于质量小于 $\log(\mathrm{M_{\star}/M_{\odot}})<10$ 的星系，观测到其比恒星形成率（$\Psi/\mathrm{M_{\star}}$）大致具有自相似性，即 $\Psi/\mathrm{M_{\star}}\propto(1+z)^{1.9}$；而对于更高质量的星系（$\log(\mathrm{M_{\star}/M_{\odot}})=10.2-11.2$），则显示出更强的演化，即 $\Psi/\mathrm{M_{\star}}\propto(1+z)^{2.2-3.5}$。我们发现低质量星系的恒星形成序列具有陡峭斜率，这一结果有助于调和理论星系形成模型与观测之间的矛盾。本研究的结果支持 Leja 等人（2014）的分析结论。