Diffstar：一个用于星系形成历史的完全参数化物理模型

我们提出 Diffstar，一个用于星系原位恒星形成历史（SFH）的平滑参数化模型。Diffstar 不同于用于解释观测星系光谱能量分布（SED）的常规 SFH 模型，因为我们的模型直接以星系形成物理的基本特征进行参数化。Diffstar 模型假设恒星形成由星系暗物质晕的气体吸积所驱动，且其基础是一个晕质量聚集的参数化模型 Diffmah。我们包含了用于最终转化为恒星的吸积气体比例 $\epsilon_{\rm ms}$ 以及该转化发生所用时标 $\tau_{\rm cons}$ 的参数化成分；Diffstar 中部分星系在时刻 $t_{\rm q}$ 经历淬灭事件，并可能随后经历再激活恒星形成。我们用 Diffstar 参数化拟合 IllustrisTNG（TNG）和 UniverseMachine（UM）模拟所预测的星系 SFH，并表明我们的模型具有足够的灵活性，能以约 $0.1$ dex 的精度描述两个模拟中星系的平均恒星质量历史（跨越大部分宇宙时间）。我们使用 Diffstar 以共同物理术语比较 TNG 与 UM，发现：（i）相对于 TNG，UM 中的恒星形成效率更低且更爆发式；（ii）相对于 TNG，UM 中星系具有更长的气体消耗时标 $\tau_{\rm cons}$；（iii）再激活恒星形成在 UM 中普遍存在，而淬灭的 TNG 星系很少经历持续再激活；以及（iv）在两个模拟中，$\epsilon_{\rm ms}$、$\tau_{\rm cons}$ 和 $t_{\rm q}$ 的分布对晕质量具有共同的特征依赖，并与晕聚集历史呈现显著相关性。[删节]