所有五个 CANDELS 天区与 IllustrisTNG 中的星系演化：至 $z \sim 3$ 的形态、结构及主并合演化

星系的一个基本特征是其结构，然而我们才刚刚开始以定量方式理解结构性质的演化。为此，我们探讨了所有五个 CANDELS 天区中 16,778 个星系直至 $z\sim3$ 的定量非参数结构演化，这是迄今最大规模的遥远星系高分辨率图像集合。我们的目标是研究结构（而非尺寸、面亮度或质量）如何随时间变化。特别地，我们研究了静止系光学波段中光的集中度与不对称性如何演化。为解释我们的星系结构测量结果，我们还运行并分析了来自 IllustrisTNG 的 300 个模拟实现，以确定 CAS 系统的并合时标。我们测得从 $z=0-3$，中位不对称性并合时标为 $0.56^{+0.23}_{-0.18}$Gyr，并发现其不随红移变化。利用该数据，我们发现给定质量下星系在更高红移处逐渐变得更不对称，并推导出并合率按 $\sim(1+z)^{1.87\pm0.04}$Gyr$^{-1}$ 缩放，这与近期机器学习与星系对方法吻合良好，消除了先前的不一致。我们还表明，对 \textit{HST} 不可见、远红外选出的星系对我们测量的影响可忽略。我们还发现星系在更高红移处更集中。我们将此解释为它们如何由较小的初始星系形成、随后通过并合成长为较大星系的迹象，与星系‘由内向外’的尺寸增长一致，表明中心是大多数星系最古老的部分。