z=2.5 处恒星形成活动与电离气体电子密度的相关性

在红移区间 $2<z<3$ 内，由于气体金属丰度较低、气体分数较高以及恒星形成活动较强，恒星形成星系中的星际介质（ISM）物理条件可能与本地宇宙不同。事实上，观测表明较高的电子密度、较高的电离参数以及较硬的紫外辐射场是普遍存在的。本文基于利用 Keck-1 望远镜上的近红外多目标光谱仪（MOSFIRE）获取的 $z=2.5$ 处 H$\alpha$ 选源恒星形成星系的光谱，利用氧线比（[OII]$\lambda\lambda$3726,3729）测量了电子密度（$n_e$），并研究了电离气体电子密度与其他物理性质之间的关系。结果表明，我们首次发现 $z=2.5$ 处的比恒星形成率（sSFR）和 SFR 面密度（$\Sigma_\mathrm{SFR}$）与电子密度存在相关性。$\Sigma_\mathrm{SFR}-n_e$ 关系可能与 HII 区中的恒星形成定律有关（其中恒星形成活动受星际压力调节）。此外，我们还讨论了这些星系中的恒星形成模式。sSFR 与 $\Sigma_\mathrm{SFR}$ 之间的相关性表明，高恒星形成星系（具有高 sSFR）往往具有较高的恒星形成面密度（$\Sigma_\mathrm{SFR}$），因而也具有更高的 $n_e$ 值。