星系盘中比恒星形成率的质量无关性

恒星形成率/恒星质量关系（即恒星形成“主序”；${\rm SFR}-M_*$）的斜率并不完全为 1：比恒星形成率 $({\rm SFR}/M_*)$ 与 $M_*$ 呈弱但显著的反相关。在此我们证明，这一趋势可能仅仅反映了随 $M_*$ 增加而众所周知的核球质量分数（星系中不形成恒星的部分）的增加。利用来自斯隆数字巡天（Sloan Digital Sky Survey）的大量核球/盘分解和恒星形成率估计值，我们表明通过将恒星形成率归一化为盘恒星质量 $({\rm sSFR_{\rm disk}\equiv SFR}/M_{*,{\rm disk}})$，可使恒星形成效率对 $M_*$ 的依赖性降低约 0.25 dex/dex，并在某些子样本中完全消除这种依赖性。定量上，我们发现对于 $M_*\geq10^{10}M_{\odot}$ 且核球质量分数 $B/T\lesssim0.6$ 的星暴星系，$\log {\rm sSFR_{disk}}-\log M_*$ 的斜率为 $\beta_{\rm disk}\in[-0.20,0.00]\pm0.02$（取决于恒星形成率估计器和主序定义），这与纯盘控制样本（$\beta_{\rm control}=-0.05\pm0.04$）总体一致。对于星暴盘，$\langle{\rm SFR}/M_{*,{\rm disk}}\rangle$（很大程度上）独立于宿主质量，这一事实对从任何 ${\rm SFR}-M_*$ 关系推断出的星系演化方面具有深远影响，包括：“质量淬灭”的表现（核球增长）、塑造星暴恒星质量函数的因素（低质量、盘主导星系的均匀 $d\log M_*/dt$）以及恒星形成历史的多样性（${\rm SFR}(M_*,t)$ 的离散度）。我们的结果强调，在观测和理论工作中需要将星系视为复合系统，而非积分质量。