在等级结构形成框架下理解从 z=6-10 观测到的星系光度函数演化

最近对 z~6-10 莱曼断裂星系 (LBG) 光度函数 (LF) 的观测表明，星系丰度随红移增加而急剧下降。然而，光度函数是暗物质晕质量函数 (HMF)——其在该红移范围内也急剧下降——与将晕质量映射为星系光度的星系形成物理的卷积。在此背景下，我们考虑了 z~6-10 光度函数的强烈观测演化，并确定其是否可以仅由 HMF 的行为来解释。从 z~6-8，我们发现星系形成物理存在一个残余变化，对应于固定质量晕的平均光度增加了约 0.5 dex。另一方面，我们对 z~10 最新 LF 测量值的分析表明，探测到的星系稀少，这与从 z~8 以来固定晕质量下的平均光度几乎没有变化相一致。LF 斜率也约束了关于该平均值的变化，使得由相同质量晕寄主的星系的光度彼此都在大约一个数量级以内。我们表明，这些结果可以很好地用一个简单的星系形成模型来描述，在该模型中，冷流吸积与恒星形成和动量驱动的流出相平衡。如果星系形成在质量低至 $10^8 M_\odot$ 的晕中进行，那么该模型预测 z~10 的 LBG 应该能够维持电离的星系际介质，只要团块因子与电离逃逸分数之比 $C/f_{esc} < 10$。