宇宙方差与再电离时期星系的非均匀 UV 光度函数
宇宙学与河外天体物理
2023-08-16 v3 星系天体物理
摘要
当首批星系形成且星光逃逸到星系际介质中使其再电离时，星系形成与再电离在时间和空间上均高度不均匀，并通过相互反馈完全耦合。为展示这如何印记在再电离时代星系的 UV 光度函数(UVLF)上，我们利用大规模辐射-流体动力学模拟 CoDa II 推导了从 z≃6 到 15 的时间和空间变化的晕质量函数与 UVLF。该 UVLF 与局部再电离红移强相关：较早再电离的区域具有更高、向更亮星等延伸更广、且在暗端比同 z 观测到的较晚再电离区域更平坦的 UVLF。一般而言，随着一个区域再电离，其局部 UVLF 的暗端斜率变平，并且到 z=6(再电离结束时)，全局 UVLF 也呈现出平坦的暗端斜率，在 M_UV≳-17 处“翻转”。CoDa II 的 UVLF 在 z=6-8 与哈勃前沿场的团簇透镜星系观测广泛一致，包括暗端，除了 z=6 基于一个 M_UV=-12.5 星系的最暗数据点。据 CoDa II，观测到后者的概率约 5%。然而，在此星等下搜寻的有效体积极小，因此受到显著的宇宙方差影响。我们发现，先前用于计算宇宙方差不确定度的方法在小尺度上低估了 2-4 倍，主要由于在小样本体积时低估了晕丰度的方差。
引用
@article{arxiv.2302.08523,
title = {Cosmic Variance and the Inhomogeneous UV Luminosity Function of Galaxies During Reionization},
author = {Taha Dawoodbhoy and Paul R. Shapiro and Pierre Ocvirk and Joseph S. W. Lewis and Dominique Aubert and Jenny G. Sorce and Kyungjin Ahn and Ilian T. Iliev and Hyunbae Park and Romain Teyssier and Gustavo Yepes},
journal= {arXiv preprint arXiv:2302.08523},
year = {2023}
}
备注
16 pages, 16 figures, accepted by MNRAS 07/20/23, comments welcome