利用恒星种群模型重建 z~2 处观测到的电离光子产生效率

电离光子产生效率 $\xi_{ion}$ 是一个关键参数，它为早期宇宙的性质提供了若干物理约束，包括星系对宇宙再电离及时完成的贡献。在此，我们使用 KECK/MOSFIRE 和 ZFOURGE 多波段测光数据来探索 $z\sim2$ 处 $log_{10}(M_*/M_\odot)\sim9.0-11.5$ 星系群的 $\xi_{ion}$。我们的130个 \Halpha\ 探测显示，当使用 Calzetti et al. (2000) 尘埃修正方案进行尘埃修正时，中位 $log_{10}(\xi_{ion}[Hz/erg])$ 为 $24.8\pm0.5$。我们的数值是 $z\sim2$ 宇宙中观测到的质量/星等选择的 $\xi_{ion}$ 值的典型值。使用具有简单参数化恒星形成历史（SFH）的 BPASSv2.2.1 和 Starburst99 恒星种群模型，我们发现即使考虑了双星/恒星自转的恒星演化效应的模型，在 $log_{10}(\xi_{ion}[Hz/erg])\lesssim25.0$ 处的模型星系也具有比我们 $z\sim2$ 观测样本更低的 H$\alpha$ 等值宽度（EW）和更红的颜色。我们发现向SFH中引入星暴可解决与模型的张力，然而，由于 $\xi_{ion}$、H$\alpha$ EW和静止光学颜色的快速时间演化，我们对星暴的蒙特卡洛模拟表明，星系演化时间中随机分布的星暴不太可能解释观测分布。因此，要么我们的观测样本是基于其过去SFH被特殊选择的，要么恒星模型需要额外机制来在给定氢电离光子产生率下重现星系观测到的高UV光度。