本地宇宙中棒旋频率对星系质量、颜色、气体含量及角分辨率的依赖

我使用Spitzer星系恒星结构巡天（S4G）中受距离与质量限制的子样本，来研究旋涡星系中棒的存在如何依赖于质量、颜色与气体含量，并考察基于SDSS的大样本棒频率研究是否与本地数据一致。棒频率在$M_{\star} \sim 10^{9.7} M_{\odot}$处达到约$0.70$的最大值，向更低与更高质量两侧均下降。它在很宽的色指数范围（$g - r \approx 0.1$-0.8）与原子气体分数范围（$\log (M_{HI} / M_{\star}) \approx -2.5$至1）内大致恒定。因此棒在蓝色富气星系中与在红色贫气星系中同样常见。这与许多基于SDSS的$z \sim 0.01$-0.1星系研究形成鲜明对比，后者报道f_bar随质量增大（从$M_{\star} \sim 10^{10}$到$10^{11} M_{\odot}$）、颜色变红与气体分数降低而强烈上升。若基于SDSS的研究因空间分辨率差以及棒尺寸与恒星质量的相关性，优先遗漏了低质量（更蓝、更富气）星系中的棒并低估了棒比例，这一矛盾便可解释。以S4G星系为母样本、并假定低于两倍PSF FWHM阈值角尺寸的棒无法被识别，所进行的SDSS式观测模拟成功再现了典型的SDSS恒星质量与气体质量比上的f_bar趋势。类似考量可能影响高红移研究，尤其若棒在宇宙时间内长度增长；模拟表明高红移棒比例可能因此被系统性低估。