在红移1到9范围内探测低至10^7倍太阳质量的恒星形成主序

恒星形成星系主序（SFGMS或MS）是一个基本的标度关系，为研究星系形成与演化提供了一个全局框架，并能洞察单个星系复杂的恒星形成历史（SFH）。在这项工作中，我们结合了探测高质量源（>10^9 M_⊙）的大面积JWST前巡天（COSMOS2020, CANDELS）与来自CANUCS、CEERS、JADES和UNCOVER的SHARDS/CANDELS FAINT及JWST数据，以获得一个在高红移下，同时覆盖高质量和低质量区间的恒星形成率（SFR）和恒星质量（M_⋆）完备样本。在M_⋆和SFR上的完备性是避免由低质量、高效恒星形成天体引入偏差的关键。我们的组合数据集在z~1时，对10^{7.6} M_⊙的完备度达到80%（在z~9时为10^{8.8} M_⊙）。整体的内禀MS斜率（基于使用Dense Basis和非参数SFH推导的SFR_{100}和M_⋆）在z~5之前几乎没有演化，其值约为0.7 - 0.8。至少在z~5之前，低M_⋆区间的斜率比高M_⋆端更陡，但这种变化的强度高度依赖于对M_⋆和SFR不确定性对称性的假设。如果这种变陡是真实的，则表明随着M_⋆的减小，恒星形成效率降低或气体含量下降。低M_⋆区间与典型MS之间的转变发生在约10^{9.5} M_⋆处，与红移无关。这个临界值可能与星系盘的形成相吻合，这可以提供一种通过反馈稳定自身的自调节机制。内禀弥散度与标准估计值相符，在低M_⋆区间也是如此，范围在0.2-0.3 dex之间。这表明恒星形成的快速变化在≲100 Myr的时间尺度上被平均化了。