红移 z=4-8 处星系恒星质量函数的演化：低质量端斜率随红移增大而变陡

我们基于在 CANDELS/GOODS 天区和哈勃超深场中通过测光红移在约 280 角分$^2$ 面积上发现的约 4500 个星系的静止帧紫外（UV）选样样本，给出了 $z=$ 4-8 处的星系恒星质量函数（GSMFs）。迄今最深的 Spitzer/IRAC 数据和相对较大的体积使我们能够比先前基于 CANDELS 前观测的空间研究更好地约束 GSMFs 的低质量端和高质量端。辅以堆叠分析，我们发现 1500 \AA\ 处的静止帧 UV 绝对星等（$M_{\rm UV}$）与对数恒星质量（$\log M_*$）之间存在线性相关性，该相关性对 $\log(M_*/M_{\odot}) \lesssim 10$ 的星系成立。我们利用模拟来验证测量 $\log M_*$-$M_{\rm UV}$ 关系斜率的方法，发现将单个亮星系测光与暗星系堆叠测光相结合的混合技术使偏差最小。所得的测量斜率在 $z=$ 4-8 间没有显著演化，而该趋势的归一化表现出向高红移处更低质量方向的微弱演化。我们将 $\log M_*$-$M_{\rm UV}$ 分布与每个红移处观测到的静止帧 UV 光度函数结合推导出 GSMFs，发现低质量端斜率随红移增大而变陡，从 $z=4$ 时的 $\alpha=-1.55^{+0.08}_{-0.07}$ 到 $z=8$ 时的 $\alpha=-2.25^{+0.72}_{-0.35}$。推断的恒星质量密度在 $M_*=10^8$-$10^{13} M_{\odot}$ 上积分时，在 $z=7$ 与 $z=4$ 之间增加了 $10^{+30}_{-2}$ 倍，并且与宇宙恒星形成率密度的时积吻合良好。