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早型星系在$ z<2$时的演化:早型 morphology 的形成方式如何?

星系天体物理 2026-04-01 v2

摘要

利用JWSTJWST/NIRCam数据(覆盖0.28 deg2^{2}的COSMOS-Web样本)及HST HST/ACS数据,我们调查了质量为Mstar>1010.5M M_{star}>10^{10.5}M_{\odot}的星系在0.2<z<2.00.2<z<2.0范围内的早型星系比例,并探讨其早型 morphology 的形成机制。我们测量浓度指数C C=R80/R20=R_{80}/R_{20})和对称性指数A A,并选取满足C>Cn=2.5 C>C_{n=2.5}Acor<0.2 A_{cor}<0.2的早型星系。其中Cn=2.5 C_{n=2.5}为数据空间分辨率和深度下,Seric指数为2.5的天体预期浓度值,Acor A_{cor}为修正分辨率效应后的对称性。质量为Mstar>1011M M_{star}>10^{11}M_{\odot}=1010.5=10^{10.5}-1011M10^{11}M_{\odot})的早型星系比例随红移从约z0.3 z\sim0.3时的~70%(~40-60%)下降至z1.8 z\sim1.8时的~20-25%(~15-25%)。我们还检查了它们的R20 R_{20}R80 R_{80}的演化,后者分别包围星系总光通量的20%和80%。中位数R80 R_{80}表现出强烈的质量依赖性和显著的红移演化,而中位数R20 R_{20}对质量和红移均几乎无依赖性。相比之下,形态差异在R20 R_{20}中更为显著:早型星系的中位数R20 R_{20}比晚型和不规则星系小0.25-0.45和0.3-0.6个dex。样本星系的中位数SSFR与R20 R_{20}强相关,早型星系的SSFR低约1个dex。我们进一步发现,z>1.3 z>1.3的早型星系质量加权年龄tmw<2 t_{mw}<2 Gyr,显著年轻于晚型和不规则星系。它们的SSFR、tmw t_{mw}和形态属性表明,这些高z z早型星系经历了通过starburst实现致密星际核心的快速形成,随后进行星际形成的quenching,继而在~1-2 Gyr后恢复星际形成。

关键词

引用

@article{arxiv.2603.18796,
  title  = {Evolution of the early-type fraction in massive galaxies at $z<2$: how did early-type morphology form?},
  author = {Masaru Kajisawa},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2603.18796},
  year   = {2026}
}

备注

20 pages, 21 figures, accepted for publication in MNRAS