宇宙分子气体质量密度从z~0到z=1-1.5的演化

我们尝试通过结合恒星形成星系的恒星质量函数及其相对于恒星质量的平均分子气体质量分数，来约束$z=1-1.5$处和本地宇宙中的宇宙分子气体质量密度。平均分子气体质量分数取自近期对这些红移处恒星形成星系的CO观测。通过积分至$0.03~M^\ast$，得到的宇宙分子气体质量密度在$z=1-1.5$处为$\rho_{\rm H_2} = (6.8-8.8)~\times~10^7~M_\odot~{\rm Mpc}^{-3}$，在$z \sim 0$处为$6.7 \times 10^6~M_\odot~{\rm Mpc}^{-3}$。尽管这些数值有各种不确定性，但$z=1-1.5$处的宇宙分子气体质量密度约为本地宇宙的十倍。在$z \sim 1-2$处的宇宙恒星形成率密度也约为本地宇宙的十倍。我们的结果表明，$z=1-1.5$处的大宇宙分子气体质量密度解释了$z \sim 1-2$处的大宇宙恒星形成率密度。