星系光度、恒星质量、大小、速度弥散度与形态类型的函数关系

我们提供了斯隆数字巡天（SDSS）中星系光度、大小、速度弥散度和恒星质量分布作为聚集指数 C_r 和形态类型函数的拟合。我们还量化了“早型”或“晚型”星系比例估计如何依赖于样本是按颜色、聚集度还是光轮廓形状进行划分，并与基于形态的类似估计进行了比较。我们的拟合显示，椭圆星系（Es）约占 r 波段光度密度 rho_Lr 的 20% 和恒星质量密度 rho_* 的 25%；若计入透镜星系（S0s）和旋涡星系（Sas），这些数值分别增至 33% 和 40%，以及 50% 和 60%。对所有星系类型求和，我们发现在 z ~ 0 处，rho_* ~ 3 * 10^8 M_Sun Mpc^{-3}。这与基于恒星形成历史积分得到的预期值吻合良好。然而，与大多数先前的工作相比，我们发现在大质量端存在天体过剩，在 M_* ~ 5*10^{11} M_Sun 处高达约 10 倍。如果像一些最近的化学演化模型所建议的那样，对椭圆星系和旋涡星系采用不同的初始质量函数（IMF），大质量端的恒星质量密度会进一步增加，并与动力学质量函数取得更好的一致性。我们还表明，椭率随光度降低的趋势主要是因为大光度处 E/S0 比率增加。然而，质量最大的星系（M_* > 5 * 10^{11} M_Sun）的集中度较低，且不如从较低光度外推所预期的那么圆，它们也不能很好地用纯 deVaucouleur 定律拟合。这暗示了其形成历史中包含近期的径向合并。最后，我们表明，对于固定动力学质量的椭圆星系，年龄-大小关系是平坦的，但在固定动力学质量 M_dyn 下，尺寸较大的透镜星系和旋涡星系往往更年轻。解释椭圆星系和透镜星系形成之间的这种差异，对早型星系形成模型构成了新的挑战。