基于非热射电辐射追踪恒星形成

理解星系演化尤其是其恒星形成历史的关键将是未来的超深射电巡天。虽然恒星形成率（SFRs）通常基于局部 FIR-射电相关性的经验公式估算，我们在此提出一个物理动机的模型，将恒星形成与射电通量联系起来。这种关系仅在通量由同步辐射主导的频率范围内成立，因为该辐射源自超新星遗迹中产生的宇宙射线，从而反映近期恒星形成。在低频率下，同步辐射会被自由-自由机制吸收。这种抑制随气体数密度（更精确地说是自由电子数密度）的增加而增强。我们估算了射电辐射不再示踪 SFR 的临界观测频率，并使用三个研究充分的本地星系 M 51、M 82 和 Arp 220 作为我们模型的测试用例。如果观测到的星系处于高红移，该临界频率与其他光谱特征一起在观测框架中向更低值移动。在没有系统演化效应的情况下，人们因此会期望该方法可应用于高红移观测的更低观测频率。然而，如果典型气体柱密度向高红移强烈增加，增强的自由-自由吸收可能抹去低频率下的恒星形成特征。在高频射电波段，自由-自由发射和热凸起均可主导光谱，也限制了该方法的适用性。