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MOSDEF 巡天:红移 $z\sim2$ 处 X 射线双星星族的金属丰度依赖

高能天体物理现象 2020-01-08 v1 星系天体物理

摘要

种群合成模型预言,在低金属丰度环境中产生的大质量 X 射线双星(HMXB)星族应具有更高的 X 射线光度,这一趋势得到近邻星系研究的支持。该趋势可能是观测到的 X 射线光度(LXL_{\mathrm{X}})每恒星形成率(SFR)随红移增加而上升的原因,因为在固定恒星质量下金属丰度(ZZ)随红移递减。为检验此假设,我们使用由 MOSDEF 巡天测得氧丰度的 79 个 z2z\sim2 恒星形成星系样本,该巡天在 1.37<z<3.801.37<z<3.80 的 CANDELS 天区获取了约 1500 个星系的静止帧光学光谱。利用来自 AEGIS-X Deep、Deep Field North 和 Deep Field South 巡天的 Chandra 数据,我们按红移和 ZZ 分箱在星系位置处堆叠 X 射线数据,因为这些星系过于暗弱而无法被单独探测。与先前研究一致,我们的 z2z\sim2 星系样本平均 LXL_{\mathrm{X}}/SFR 相对于本地 HMXB LXL_{\mathrm{X}}-SFR 标度关系增强了约 0.40.80.4-0.8 dex。按 ZZ 划分样本,我们发现 LXL_{\mathrm{X}}/SFR 与 ZZ 以 97% 置信度反相关。这种观测到的 HMXB 主导星系的 ZZ 依赖,既与本地 LXL_{\mathrm{X}}-SFR-ZZ 关系一致,也与一部分种群合成模型一致。尽管由于低 X 射线统计量,观测趋势的统计显著性较弱,这些结果构成了联系 LXL_{\mathrm{X}}/SFR 红移演化与 HMXB 的 ZZ 依赖的首个直接证据。

关键词

引用

@article{arxiv.1909.08635,
  title  = {The MOSDEF Survey: The Metallicity Dependence of X-ray Binary Populations at $z\sim2$},
  author = {Francesca M. Fornasini and Mariska Kriek and Ryan L. Sanders and Irene Shivaei and Francesca Civano and Naveen A. Reddy and Alice E. Shapley and Alison L. Coil and Bahram Mobasher and Brian Siana and James Aird and Mojegan Azadi and William R. Freeman and Gene C. K. Leung and Sedona H. Price and Tara Fetherolf and Tom Zick and Guillermo Barro},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1909.08635},
  year   = {2020}
}

备注

22 pages, 8 figures, 2 tables