利用 HST COSMOS 与 SDSS 揭示盒状/花生状核球的宇宙学演化

以盒状/花生状（B/P）核球形式观测到的垂直增厚的棒，存在于本地宇宙中大多数大质量带棒盘星系中，包括我们自己的银河系。B/P 核球表明其宿主棒遭受了由各向异性速度分布驱动的剧烈弯曲不稳定性。我们利用从 HST COSMOS 巡天中选出的、质量为 $M_{\star} > 10^{10}\:M_{\odot}$ 的大样本非边缘星系，首次研究了带棒星系中 B/P 核球的比例如何从 $z = 1$ 演化到 $z\approx 0$。我们发现观测到的比例从 $z = 1$ 时的 $0^{+3.6}_{-0.0}\%$ 增加到 $z = 0.2$ 时的 $37.8^{+5.4}_{-5.1}\%$。我们考虑了在低倾角及不利棒取向星系中识别 B/P 核球的问题，并借助从 Sloan Digital Sky Survey 中选取的、在分辨率、静止波段、信噪比和恒星质量上匹配且以相同方式分析的样本，修正了依赖于红移的观测偏差。由此我们估计，带棒星系中具有 B/P 核球的真实比例从 $z \approx 1$ 时的 $\sim 10\%$ 增加到 $z = 0$ 时的 $\sim 70\%$。与先前对近邻星系的结果一致，我们发现 B/P 核球的存在强烈依赖于星系恒星质量。这一趋势在本地与高红移星系中均被观测到，表明它是跨越宇宙年龄很大一部分时期内垂直不稳定性的重要指示。我们提出，星系形成过程调节了星系盘的厚度，进而影响了哪些星系会经历棒的剧烈弯曲不稳定性。