自 z~3 以来的星系大小演化：结合 SDSS、GEMS 与 FIRES
摘要
我们报告了在过去约 110 亿年中，亮度为 (L_V>3.4x10^{10}h_{70}^{-2}L_sun) 和质量为 (M_*>3x10^{10}h_{70}^{-2}M_sun) 的星系的亮度-大小和质量-大小关系的演化。我们使用哈勃深场南和 MS1054-03 场在 J_s、H 和 K_s 波段的极深红外图像，检索 z>1 时光学剩余波段中星系的大小。将结果与 GEMS 在 0.2<z<1 处的观测和 SDSS 在 z~0.1 处的观测相结合，构建从 z=0 到 z=3 的光学剩余波段大小演化的完整图景。星系根据其光度浓度度量进行区分，使用 Sersic 指数 n。对于较不浓缩的天体，在给定亮度下，这些星系在 z~2.5 时的尺寸约为今天的 3+-0.5（+-2 个σ）倍。星系质量-大小关系的演化较小：在给定星系质量下，平均尺寸在 z~2.5 时约为今天的 2+-0.5 倍，演化比例为 (1+z)^{-0.40+-0.06}。简单的暗物质 halo 与质子在层级 cosmogony 下的比例关系预测了更强的演化（尽管在误差范围内与观测一致）。观察到的亮度-大小演化至 z~2.5 与最近的坠落模型预测吻合良好，适用于类似银河系的天体。对于低 n 的星系，星系质量-大小关系的演化若按星系内部向外生长可自然实现。对于高度浓缩的天体，情况如下：在给定亮度下，这些星系在 z~2.5 时的尺寸约为今天的 2.7+-1.1 倍（或换言之，给定尺寸时约为今天的 2.2+-0.7 倍亮度），在给定星系质量时尺寸演化比例为 (1+z)^{-0.45+-0.10}。
引用
@article{arxiv.astro-ph/0504225,
title = {The size evolution of galaxies since z~3: combining SDSS, GEMS and FIRES},
author = {Ignacio Trujillo and Natascha M. Forster Schreiber and Gregory Rudnick and Marco Barden and Marijn Franx and Hans-Walter Rix and J. A. R. Caldwell and Daniel H. McIntosh and Sune Toft and Boris Haussler and Andrew Zirm and Pieter G. van Dokkum and Ivo Labbe and Alan Moorwood and Huub Rottgering and Arjen van der Wel and Paul van der Werf and Lottie van Starkenburg},
journal= {arXiv preprint arXiv:astro-ph/0504225},
year = {2008}
}
备注
Accepted for publication in ApJ. The new version includes several improvements: much accurate size estimations and a better completeness and robustness analysis. Tables of data are included. 29 pages and 14 figures (one low resolution)