过去 70 亿年星系并合与相互作用的发生频率及影响

基于 GEMS 巡天中约 4500 个星系的 HST ACS、Combo-17 和 Spitzer 24 $\mu$m 数据，我们探讨了红移 $z\sim0.24$ 至 $0.80$ 期间星系并合与相互作用的历史及影响。利用视觉和定量参数，我们识别出具有强烈畸变（表明近期发生过强烈相互作用和并合）的星系，并将其与正常星系（E/S0, Sa, Sb-Sc, Sd/Irr）区分开来。我们的结果是：(1) 在 $z\sim0.24$ 至 $0.80$ 的每个 Gyr 区间内，大质量（$M\ge2.5\times10^{10} M_\odot$）星系中强烈扰动系统的观测比例 $F$ 约为 9% 至 12%。相应的并合率为每 Gyr 每立方兆秒差距几个 $\times 10^{-4}$ 个星系。比例 $F$ 与几种基于 $\Lambda$CDM 的模拟所预测的质量比 $\ge1:10$ 的并合比例相当一致。(2) 对于 $M\ge1\times10^9 M_\odot$ 的系统，强烈扰动系统的平均恒星形成率（SFR）仅比正常星系适度增强，这与最近的模拟结果一致。事实上，在 $z\sim0.24$ 至 $0.80$ 期间，强烈扰动系统仅占总 SFR 密度的一小部分（$<\sim30\%$）。这表明，过去七十亿年间宇宙 SFR 密度的演化主要由正常星系塑造。