MOSDEF巡天：$z\sim2.3$处的电子密度与电离参数

利用MOSFIRE Deep Evolution Field (MOSDEF)巡天的观测，我们研究了$z\sim2.3$星系中恒星形成区的物理条件，特别是电子密度和电离状态。根据[O II]$\lambda\lambda$3726,3729和[S II]$\lambda\lambda$6716,6731双线的测量，我们发现$z\sim2.3$处的中值电子密度为$\sim250$ cm$^{-3}$，比$z\sim0$处星系的测量值增加了一个数量级。尽管在固定恒星质量下，$z\sim2.3$星系相对于本地星系偏向显著更高的O$_{32}$值，但我们发现高红移样本在O$_{32}$ vs. R$_{23}$和O3N2图中遵循与本地分布的低金属丰度尾相似的分布。基于这些结果，我们提出在固定金属丰度下，$z\sim2.3$恒星形成星系具有与本地星系相同的电离参数。结合简单的光致电离模型，本地和$z\sim2.3$星系在激发图中的位置表明，在固定金属丰度下，从$z\sim0$到$z\sim2.3$电离谱的硬度没有显著变化。我们发现，在仅涉及氢、氧和硫谱线的发射线比值图中，$z\sim2.3$星系与低金属丰度本地星系相比没有偏移，但在涉及[N II]$\lambda$6584的图中表现出系统性偏移。我们得出结论：$z\sim2.3$星系在[N II] BPT图中偏离本地恒星形成序列，主要是由相对于本地星系在固定O/H下升高的N/O所驱动。这些结果表明，本地气相和恒星金属丰度决定了$z\sim0$和$z\sim2$处恒星形成区的电离状态。