星系恒星形成历史的多项式展开

背景。从星系在不同波段的光度推断其质量形成历史(MFH)通常有两种不同方法。非参数方法以其灵活性和准确性著称,而参数模型计算效率更高。目的。在这项工作中,我们提出一种基于当前时刻附近多项式展开的替代方法,结合了两种技术的优点。方法。在我们的方法中,MFH通过回溯时间中N个多项式的标准正交基进行分解。为测试所提出的框架,我们使用基于常见解析近似(指数、延迟-$\tau$和高斯恒星形成历史)的模型以及Illustris-TNG系列的宇宙学模拟生成合成观测。使用归一化距离来衡量拟合质量,并将输入的MFH与多项式重构在当下时刻和宇宙演化过程中进行比较。我们的多项式展开还与广泛使用的参数和非参数方法(如CIGALE和PROSPECTOR)进行了比较。结果。观测光度在恒定恒星形成率(N=1)下以约10%的精度被复现,高阶多项式精度更高。我们的方法在重构总恒星质量、恒星形成率甚至其平滑恒星形成历史的一阶导数方面给出了良好结果,但难以复现短时空尺度上的变化以及宇宙最早时期达到峰值的恒星形成历史。结论。多项式展开似乎是参数方法中其他解析函数的一个有前景的替代方案,兼具速度与灵活性。