宇宙星形成史归一化问题
天体物理学
2010-11-11 v3 高能物理 - 唯象学
核理论
摘要
近期使用紫外线和远红外测量，对宇宙星形成史（cosmic star formation history, SFH）获得了强有力的约束，使过去十年众多测量结果得到进一步细化。综合这些最新且可靠的数据，表明SFH在红移z~6处呈现出令人信服的一致性，特别是对z<~1的红移范围约束尤为紧密。我们以简单解析形式拟合这些数据，推导出保守的置信区间，以表明与最佳拟合曲线之间的可能变动。由于z<~1的SFH数据相当精确，我们检讨了影响SFH归一化的一系列假设和校正，以测试其准确性，既适用于该红移范围，也适用于更高的红移。作为该归一化的下限，我们考虑了恒星质量密度、金属质量密度以及超新星发生率密度的演化，发现SFH归一化可能远低于直接拟合所示。此外，SFH对超新星Ia发生率密度的预测尚存疑虑，暗示约3 Gyr的延迟时间。作为该归一化的上限，我们考虑了Super-Kamiokande（SK）对过去核心坍缩超新星电反中子子通量的限制，该限制主要适用于z<~1。我们发现，若假设超新星事件的中子子温度相对适中，SFH与之一致。对初始质量函数（IMF）的假设也显现出约束作用。传统Salpeter IMF因其在低质量恒星（<~1太阳质量）上的表现较差而众所周知，近期受推崇的IMF也受到约束。特别是，某种较平缓或偏重质量的IMF可能更受偏好，尽管其不能过于偏重。（已节录）
引用
@article{arxiv.astro-ph/0601463,
title = {On the normalisation of the cosmic star formation history},
author = {Andrew M. Hopkins and John F. Beacom},
journal= {arXiv preprint arXiv:astro-ph/0601463},
year = {2010}
}
备注
15 pages, 8 figures, accepted for publication in ApJ, major revisions following referee's comments