大小-恒星质量关系的年龄依赖性及其一些启示

我们使用约 48,000 个 SDSS 早型星系样本表明，在相同恒星质量 Mstar 下，较老的星系具有较小的半光半径 re 和较大的速度弥散 sigma。我们使用年龄校正光度 Lcorr 作为 Mstar 的代理以最小化偏差：在 Lcorr~1e11 Lsun 以下，年龄约 110 亿年的星系与年轻约 40 亿年的星系相比，re 小 40%，sigma 大 25%。更亮星系的大小和速度弥散随年龄变化小于 15%，这对当前的星系形成模型构成了挑战。进一步检查发现，弥散的降低是由较老星系在高 Lcorr 处显著偏离 re--Lcorr 和 sigma--Lcorr 关系所致。这些特征可能在模型中得以解释，即大质量星系在晚期比小质量星系经历更多的并合，从而导致同源性断裂。就早型星系的基本面而言，数据表明所有星系都显示出动力学质量与恒星质量之比随质量增加而显著且相似地增加，且与年龄无关。然而，较老星系的 Mdyn/Mstar 比值小于较晚形成的天体。这些发现可能表明，较低质量星系以及固定恒星质量下较高红移的星系，是由更富含气体的祖先体形成的，因此经历了更多的耗散和收缩。