宇宙时空平均下与星系相关的重子演化
星系天体物理
2020-10-28 v1
摘要
我们结合近期利用深度体积巡天对分子气体（H_2）宇宙密度演化的测定，以及先前对恒星质量、恒星形成率和原子气体（HI）宇宙密度的估计，来约束宇宙时空平均下与星系相关的重子演化。宇宙 HI 与 H_2 密度在 z~1.5 时大致相等。此后 H_2 密度下降至当今值的 6^{+3}_{-2} 倍，而 HI 密度大致保持恒定。恒星质量密度随时间持续增加，并在红移 z~1.5 时超过总气体密度（HI 与 H_2）。恒星质量的增长无法由宇宙 H_2 密度的下降解释，这需要大量额外气体吸积到星系上。借助新的 H_2 约束，我们假定并提出观测约束于一个两步气体吸积过程：（i）从星系际/环星系介质净落入电离气体以补充延展的 HI 库，以及（ii）HI 净流入并随后在星系中心转化为 H_2。自 z~2 以来，流入与内流速率密度均已下降近一个数量级。假设当前趋势持续，宇宙分子气体密度将在未来 5 Gyr 内进一步下降约两倍，恒星质量将增加约 10%，而随着气体落入与吸积停止，宇宙恒星形成活动将稳步趋于零。
引用
@article{arxiv.2009.11126,
title = {The Evolution of the Baryons Associated with Galaxies Averaged over Cosmic Time and Space},
author = {Fabian Walter and Chris Carilli and Marcel Neeleman and Roberto Decarli and Gergo Popping and Rachel S. Somerville and Manuel Aravena and Frank Bertoldi and Leindert Boogaard and Pierre Cox and Elisabete da Cunha and Benjamin Magnelli and Danail Obreschkow and Dominik Riechers and Hans-Walter Rix and Ian Smail and Axel Weiss and Roberto J. Assef and Franz Bauer and Rychard Bouwens and Thierry Contini and Paulo C. Cortes and Emanuele Daddi and Tanio Diaz-Santo and Jorge Gonzalez-Lopez and Joseph Hennawi and Jacqueline A. Hodge and Rob Ivison and Pascal Oesch and Mark Sargent and Paul van der Werf and Jeff Wagg and L. Y. Aaron Yung},
journal= {arXiv preprint arXiv:2009.11126},
year = {2020}
}
备注
Accepted for publication in The Astrophysical Journal