早期宇宙中被动星系的出现

早期宇宙中被动星系的出现源于导致其快速组装的过程与突然停止其恒星形成(SF)的过程之间的相互作用。研究早期被动星系的个别性质与数量分布将增进我们对这些机制的理解。在这项工作中，我们对 Merlin 等人(2019)在 CANDELS 场中选出的 z>3 被动星系候选体进行了后续分析。我们首先利用其亚毫米发射证实其被动分类的准确性，以证明缺乏正在进行的 SF。利用档案 ALMA 观测，我们至少能确认 61% 的观测候选体为被动。其余候选体缺乏足够深的数据以确认，但我们能在统计意义上验证整个样本。然后我们在 z=5 到 z=3 的三个红移箱中估计全部 101 个被动候选体的恒星质量函数(SMF)。我们采用逐步方法，其优点在于无需任何后验修正即可考虑测光误差、观测不完整性与 Eddington 偏差。我们观察到 SMF 在 z~4 周围明显演化，表明我们正在目睹该时期被动星族的涌现。大质量(M>10^11Msun)被动星系在 z>4 时仅占星系的小部分(<10%)，在较晚时期成为主导。得益于测光质量、样本选择与方法学的结合，我们总体发现的被动星系密度高于以往工作。与理论预测的对比尽管在定性上一致，却显示出对这些星系形成物理过程理解仍不完整。最后，我们外推结果以预测未来设施巡天中预期的早期被动星系数量。