宇宙正午时期典型矮星系的直接法氧丰度

我们呈现了 16 个典型的、引力透镜放大的、恒星形成矮星系在 $1.7 \lesssim z \lesssim 2.6$ ($z_{\rm{mean}}=2.30$) 的 Keck/MOSFIRE 静止光学复合光谱，所有这些星系的选择均独立于发射线强度。这些星系的中位恒星质量为 $\log(M_\ast/\rm{M_\odot})_{\rm{med}} = 8.29^{+0.51}_{-0.43}$，中位恒星形成率为 $\rm{SFR_{H\alpha}^{med} = 2.25^{+2.15}_{-1.26}\ M_\odot\ yr^{-1}}$。我们在考虑自助法（仅统计）不确定度光谱时，以 $2.5\sigma$ ($4.1\sigma$) 显著性测量到微弱的、对电子温度敏感的 [O III] $\lambda$4363 发射线。这给出直接法氧丰度 $12+\log(\rm{O/H})_{\rm{direct}}=7.88^{+0.25}_{-0.22}$ ($0.15^{+0.12}_{-0.06}\ \rm{Z_\odot}$)。我们研究了局地定标的、基于氧的强线金属丰度关系在高红移处的适用性，发现 arXiv:1805.08224 的局地参考定标最能（$\lesssim 0.12$ dex）在固定强线比下重现我们的复合金属丰度。在固定 $M_\ast$ 时，我们的复合体很好地由 arXiv:1907.00013 的 $z \sim 2.3$ 直接法恒星质量$\,-\,$气相金属丰度关系 (MZR) 表示。当与 IllustrisTNG 和 FIRE 模拟预测的 MZR 比较时，我们发现与 FIRE MZR 高度一致。我们的复合体与局域定义的基本金属丰度关系在固定 $M_\ast$ 和 SFR 下无金属丰度演化相一致。我们测得双重线比 [O II] $\lambda$3729/[O II] $\lambda3726 = 1.56 \pm 0.32$ ($1.51 \pm 0.12$)，以及相应的电子密度 $n_e = 1^{+215}_{-0}\ \rm{cm^{-3}}$ ($n_e = 1^{+74}_{-0}\ \rm{cm^{-3}}$)（考虑自助法（仅统计）误差光谱）。该结果表明在 $z \sim 2$ 处低质量星系比较高质量星系具有更低的密度。