利用河外背景光探测恒星形成率密度的峰值
宇宙学与河外天体物理
2015-06-04 v3
摘要
河外背景光（EBL），即紫外到红外波段的弥漫元星系光子场，主要由星系中恒星的辐射主导。因此，它与积分恒星形成率密度（SFRD）密切相关。在本文中，利用从遥远的高能和甚高能伽马射线源观测中得出的近期 EBL 密度限制，对 SFRD 进行了约束。恒星对 EBL 的贡献是利用包含尘埃消光和发射的简单恒星种群光谱进行建模的。为了对直至 z=4 的 SFRD 进行建模，假设了一个关于 z+1 的分段幂律函数。研究了一系列不同模型参数（SFRD(z)、金属丰度、尘埃吸收）的取值范围，并考察了它们对最终 EBL 的影响。将计算出的 EBL 密度与特定的 EBL 密度限制进行比较，从而推导出对 SFRD 的约束。对于基准模型，采用 Chabrier 初始质量函数（IMF）且 SFRD 的第二个幂律指数为 beta=0.3 时，SFRD 在红移 z~1 和 z~2 处分别被约束为 <~ 0.1 M_solar yr^-1 Mpc^-3 和 < 0.2 M_solar yr^-1 Mpc^-3。z~1 处的限制与从瞬时恒星形成示踪物导出的 SFRD 测量值存在张力。虽然本研究中保守基准模型的张力尚不十分强烈，但当对模型参数应用合理的变化时（例如使用 Salpeter IMF 而非 Chabrier IMF，或采用亚太阳金属丰度），这种张力会增加。
引用
@article{arxiv.1203.0310,
title = {Probing the peak of the star formation rate density with the extragalactic background light},
author = {Martin Raue and Manuel Meyer},
journal= {arXiv preprint arXiv:1203.0310},
year = {2015}
}
备注
10 pages, 12 figure, accepted for publication in MNRAS, v3: clarifications following referee's comments, conclusions unchanged