Planck 宇宙学中的星系形成 II：恒星形成历史与后处理星等重构

我们调整了 L-Galaxies 半解析模型以追踪星系的恒星形成历史 (SFH)——即记录在给定时间存在于每个星系中的恒星的形成时间和金属丰度。我们利用这些数据在后处理中构建恒星光谱，这提供了巨大的效率节省，并允许将用户定义的光谱波段和尘埃模型应用于存储在 Millennium 数据仓库中的数据。我们将 Millennium 模拟中的模型 SFH 与应用于 SDSS-7 星表的 VESPA 算法得出的观测 SFH 进行了对比。总体吻合良好，模拟星系和 SDSS 星系均显示出随恒星质量增加而更陡峭的 SFH。然而，蓝星系和红星系的 SFH 在数据与模拟之间显示出较差的一致性，这可能表明模型中恒星形成的终止过于突然。模型星系的平均恒星形成率 (SFR) 定义明确，并且在所有红移处都能用双幂律精确建模：SFR 正比于 $1/(x^{-1.39}+x^{1.33})$，其中 $x=(t_a-t)/3.0\,$Gyr，$t$ 是恒星年龄，$t_a$ 是回溯至星系形成开始的时间；在红移大于 1 时，这可很好地用伽马函数近似：SFR 正比于 $x^{1.5}e^{-x}$，其中 $x=(t_a-t)/2.0\,$Gyr。然而，单个星系围绕该均值显示出广泛的弥散。按质量划分时，大质量星系的 SFR 峰值出现得较早，我们将这种“由大到小”(downsizing) 现象解释为淬灭分数演化中的质量依赖性：恒星形成星系的 SFH 仅显示出微弱的质量依赖性。