再电离时期平滑上升的恒星形成历史
宇宙学与河外天体物理
2015-05-19 v2
摘要
宇宙学流体动力学模拟稳健地预测，高红移星系的恒星形成历史(SFH)是平滑上升的，并且仅通过一个尺度因子随质量变化。我们利用最新的模拟来检验这一情景是否能解释WFC3/IR、NICMOS和IRAC在z>=6时的最新观测结果。我们的模拟广泛再现了观测到的紫外(UV)光度函数和恒星质量密度及其在z=6-8的演化，这些都是对平均SFH的非平凡检验。与观测一致，模拟星系由于年龄年轻(50-150 Myr)、金属丰度低(0.1-0.5 Zsun)和尘埃柱密度低(E(B-V) <= 0.05)而呈现蓝色紫外连续谱。观测表明，在z=6-8的所有红移处，恒星质量-恒星形成率关系斜率接近1，证实了SFH形状不变的预测。当前的巡天探测到大多数恒星质量超过10^9 Msun的星系，而很少探测到质量小于10^{8.5} Msun的星系，这意味着它们探测到的恒星形成和恒星质量密度不超过z>=6时完整密度的最亮30%。最后，我们证明平滑上升的SFH与最近的成团观测之间没有冲突。这是因为动量驱动的外流抑制了低质量暗晕中的恒星形成，导致总体占据率为0.2-0.4，尽管恒星形成占空比为1。这产生了许多在z>=4时的有趣预测，其中包括：(1)光学选和紫外选样本大部分重叠；(2)很少有星系表现出显著抑制的比恒星形成率；(3)占据率随光度降低而保持恒定或增加。这些预测与当前观测初步一致，但需要进一步分析现有和即将获得的数据集以进行更彻底的检验。(摘要缩减)
引用
@article{arxiv.1005.4066,
title = {Smoothly-Rising Star Formation Histories During the Reionization Epoch},
author = {Kristian Finlator and Benjamin D. Oppenheimer and Romeel Davé},
journal= {arXiv preprint arXiv:1005.4066},
year = {2015}
}
备注
25 pages, 14 figures, accepted to MNRAS