基于 HiZELS 的 z=2.23 以来星形成星系的恒星质量函数及质量依赖的 SFR 函数

我们探索了在 z=0.40,0.84,1.47,2.23 处均匀选取的大样本 H${\alpha}$ 选定星形成星系（SFGs），以揭示星形成率（SFR）函数和恒星质量函数的演化。我们发现 SFR 函数存在强烈演化，SFGs 的典型 SFR 在过去 11 Gyr 内随时间呈指数下降，规律为 SFR$^*$(T[Gyr])=10$^{4.23/T+0.37}$ M$_{\odot}$yr$^{-1}$，但暗端斜率无演化，${\alpha}\approx$-1.6。然而，SFGs 的恒星质量函数显示演化甚微：${\alpha} \approx$-1.4, M$^*$$\approx$10$^{11.2\pm0.2}$ M$_{\odot}$，且 ${\Phi}^*$ 从 z=2.23 到 z=0.4 仅略有增加（约 2.3 倍）。自 z=2.23 以来，SFGs 内的恒星质量密度大致恒定在 $\approx$10$^{7.65\pm0.08}$ M$_{\odot}$Mpc$^{-3}$，在 z=2.23 时占所有星系恒星质量密度的 $\approx$100%，受被动种群上升驱动，到 z=0.4 时降至 $\approx$20%。我们发现 M$\approx$10$^{10.0\pm0.2}$ M$_{\odot}$ 的 SFGs 对每 dlog$_{10}$M 的 SFR 密度（${\rho}_{\rm SFR}$）贡献最大，且自 z=2.23 以来，不同质量 SFGs 对 ${\rho}_{\rm SFR}$ 或 ${\rho}_{\rm SFR}$(dlog$_{10}$M)$^{-1}$ 的分数贡献无显著演化。相反，我们表明 SFR$^*$ 和 ${\rho}_{\rm SFR}$ 的下降主要由所有质量下 SFR 的指数下降驱动。我们的结果不仅对 SFGs 如何在宇宙时间内被熄灭具有重要意义，也对 z=2.23 以来 SFR$^*$ 从 $\approx$66 M$_{\odot}$yr$^{-1}$ 指数下降至 $\approx$5 M$_{\odot}$yr$^{-1}$ 的驱动因素具有重要意义。