通过交叉相关河外背景光与星系巡天探测爆发式恒星形成

理解恒星形成率（SFR）的变异性及其如何依赖于星系的物理性质，对于发展和检验星系形成理论至关重要。我们研究了河外背景光（EBL）的统计测量如何阐明该问题，并补充基于单个星系观测的传统方法。利用星系演化的半经验模型以及对不同恒星形成时标敏感的 SFR 示踪物（例如 H$\alpha$ 和 UV 连续谱光度），我们表明 SFR 变异性（由 SFR 示踪物的联合概率分布即双变量条件光度函数量化）可作为星系质量和红移的函数，通过 EBL 的深近红外图与星系分布之间的交叉相关来表征。作为一个例子，我们考虑将即将到来的 SPHEREx EBL 图与来自 Rubin/LSST 的星系样本相结合。我们证明，在天空覆盖分数 $f_\mathrm{sky}\sim0.5$ 上的交叉相关，能够以高显著性约束联合 SFR 示踪物分布，直至 $z\sim2.5$，针对质量完备的星系样本下限达 $M_{*}\sim10^9\,M_{\odot}$。这些约束不仅允许区分具有不同 SFR 变异性的模型，还提供了研究需要大数统计的物理机制（如环境效应）的独特机会。所研究的交叉相关说明了结合宇宙学巡天以提取单一数据集无法获得的信息的能力，而所探测的大星系群体捕获了超出针对单个星系定向观测所能触及的系综平均性质。