z~5 红移下 Lyman 破带星系：光度函数

我们报告了在包含由 Subaru Prime Focus Camera 观测的 HDF-N 区的 618 平方分弧度场中搜索 z ~ 5 红移 Lyman 破带星系 (LBG) 的结果。利用 HDF-N 及其侧翼场已发布的红移数据，选取颜色标准以最高效地筛选 LBG 且最小化前景天体的干扰。检测到的 LBG 候选星系数量为 310 个（23.0 < I_c < 25.5）。对 z ~ 5 红移下 LBG 的 rest 框 UV 光度函数 (LF) 进行统计推导。污染率在最暗的星等范围内约为 50%，调查在样本亮部约为 80% 完成，在最暗星等范围（25.0 < I_c <= 25.5）约为 20%。z ~ 5 红移下 LBG 候选星系的 LF 与 z ~ 3、4 红移下的 LF 无显著差异，尽管在较暗部分可能略有下降。观测范围内的 UV 光度密度为 0.56 - 0.69 倍的 z ~ 3 红移下 LBG 的值，具体取决于所采用的宇宙学模型及 LF 的积分范围。z ~ 5 与 z ~ 3 红移下 LF 的相似性暗示若以 SED 拟合中假设星系连续星形成的年龄为准，z ~ 5 红移下的大多数 LBG 应在 z ~ 3 时已褪色，且 z ~ 5 红移下的 LBG 与 z ~ 3 红移下的 LBG 为不同星系。然而，若 LBG 的星形成为不规则进行，则 z ~ 3 与 z ~ 5 红移下 LF 的相似性便可得到解释。这种不规则星形成已在水动力学模拟和半自洽模型中通过碰撞性星际猛瘃给出建议，这些研究预测的宇宙星形成历史趋势与我们在观测极限内从 UV 光度密度估计的趋势相符。