Planck 宇宙学下的星系形成 - III. 高红移宇宙

我们给出了来自最新版本的慕尼黑半解析模型 L-Galaxies 的星系恒星形成率分布函数（SFR DF）、UV 光度函数（UV LF）、星系恒星质量函数（GSMF）和比恒星形成率（sSFRs）的高红移预言。我们发现其在 $z=4-7$ 处对 SFR DF 的形状和归一化均拟合良好，除了在 $z=4$ 的低 SFR 端略有低估。同样，我们对观测 UV LF 的暗端计数拟合良好；在更亮星等处，我们的预言低于观测，且在更高红移处偏差增大。在所有红移和星等下，UV LF 的原始（未衰减）计数均高于观测。由于与 SFR 吻合良好，我们将低估解释为模型中对最亮星系（尤其是高红移处）尘埃量的过高估计。尽管我们的 GSMF 形状与观测一致，但在 $z=4-5$ 处我们介于（相互冲突的）观测之间，而在 $z=6-7$ 处低估。我们模型星系的 sSFR 显示了随红移归一化增大的观测趋势，但未能重现观测的质量依赖性。总体而言，我们得出结论：经过调谐以匹配 $z\leq3$ 观测的最新版 L-Galaxies，在重现 $z\geq4$ 星系观测性质方面表现尚可。在就如何解释模型与观测间剩余差异得出有力结论之前，还需在理解高红移观测偏差和尘埃模型上做更多工作。