恒星形成星系在 0.35 < z < 2.25 范围内的射电连续谱尺度演化

我们展示了在红移范围 $0.35<z<2.25$ 内对恒星形成星系（SFGs）射电连续谱尺度演化的首次系统性研究。我们使用 VLA COSMOS 3GHz 图（噪声 $\rm rms=2.3\,\mu Jy \,beam^{-1}$，$\theta_{\rm beam}=0.75\,\rm arcsec$）构建了一个由 3184 个射电选出的 SFGs 组成的、质量完备的样品，这些星系位于 SFGs 的主序（MS）之上及之上。我们发现对于 $10.5\lesssim\log(M_\star/\rm M_\odot)\lesssim11.5$ 的 SFGs，其射电尺度与恒星质量 $M_{\star}$ 之间无明显依赖关系。我们的分析表明，MS 星系优先呈延展状，而位于 MS 之上的 SFGs 总是紧致的。位于（高于）MS 的 SFGs 的中位有效半径 $R_{\rm eff}=1.5\pm0.2$（$1.0\pm0.2$）kpc 随宇宙时间几乎保持不变；形式为 $R_{\rm eff}\propto(1+z)^\alpha$ 的参数化给出的浅斜率仅为 $\alpha=-0.26\pm0.08\,(0.12\pm0.14)$（位于（高于）MS 的 SFGs）。在 $z=0.5\,(2)$ 处，星系恒星成分的尺度比射电连续谱发射的延展范围大一个因子 $\sim$2（1.3），表明小半径处恒星形成被增强。星系平均的恒星形成率面密度 $(\Sigma_{\rm SFR})$ 随到 MS 的距离而标度，除一小部分 MS 星系（$\lesssim10\%$）具有星暴状的 $\Sigma_{\rm SFR}$ 外。这些“隐藏”星暴可能经历了由于盘不稳定性和/或并合驱动的恒星形成爆发引起的致缩阶段，这可能使星系偏离 MS 显著或不显著。因此我们提议联合使用 $\Sigma_{\rm SFR}$ 和到 MS 的距离来更好地识别正在经历星暴阶段的星系族。