观测到的宇宙恒星形成率密度的演化类似于 Γ(a, bt) 分布且可仅用 2 个参数成功描述

关于高红移处宇宙恒星形成率密度（CSFRD）不同研究近期结果不一致性的争论正在浮现。我们采用 UV 和 IR 数据集来研究 ${\rm z \sim 0-9}$ 处的恒星形成率函数（SFRF）。我们发现，由尘埃修正的 ${\rm UV}$（${\rm UV_{corr}}$）数据导出的 SFRF 在一些关键问题上与 IR 的相矛盾，因为它们由不同的分布描述（Schechter 与双幂律），意味着不同的星系形成物理（${\rm UV_{corr}}$ 数据暗示一种 SFR 极限/强机制，相对于 IR 减少了高恒星形成系统的数密度），并且与由 SED 拟合得到的恒星质量密度演化比较方式不同（${\rm UV_{corr}}$ 一致，而 IR 存在高达 0.5 dex 的张力）。然而，两种示踪剂在 ${\rm z \sim 1-4}$ 处都同意 CSFRD 的恒定演化，并指向一个平台而非峰值。此外，使用两种示踪剂我们证明，{\it 观测} CSFRD 的演化可以仅用 {\bf 2} 个参数和一个具有 Gamma 分布形式（${\bf \Gamma(a,bt)}$）的函数来描述。与文献中先前的参数化不同，我们的框架将这些参数与恒星形成率耗尽时间和宇宙重子气体密度等物理性质联系起来。恒星质量的累积以 $\Gamma(a,bt)$ 分布的步骤发生，是气体消耗的结果，直到在 t = ${\rm \infty}$ 处没有可用于 SF 的合格气体，从而得到最终的宇宙恒星质量密度约为 $\sim 0.5 \times 10^9 \, {\rm \frac{M_{\odot}}{Mpc^3}}$。