[论文解读] Clustering Properties of restframe UV selected galaxies II: Migration of Star Formation sites with cosmic time from GALEX and CFHTLS

S. Heinis, Bruno Milliard+25 more|ArXiv.org|Jun 7, 2007

Galaxies: Formation, Evolution, Phenomena参考文献 67被引用 22

一句话总结

本研究通过分析 GALEX（z < 0.6）和 CFHTLS u′-band 数据（z ~ 1）中休息 frame 紫外波段选源的团聚特性，调查了恒星形成区域在宇宙时空中演化。研究揭示了恒星形成从高红移时高密度区域中的大质量暗物质晕（10¹²–10¹³ M☉）向低红移时低密度区域中的低质量晕（≤10¹² M☉）迁移，将‘下采样’范式扩展至暗物质分布，并证实线性偏置从 z ~ 3 时的 b₈ ≳ 2 下降至 z ≈ 0 时的 b₈ ≈ 0.79⁺⁰.¹⁻⁰.⁰⁸。

ABSTRACT

We analyze the clustering properties of ultraviolet selected galaxies by using GALEX-SDSS data at z&lt;0.6 and CFHTLS deep u' imaging at z=1. These datasets provide a unique basis at z&lt; 1 which can be directly compared with high redshift samples built with similar selection criteria. We discuss the dependence of the correlation function parameters (r0, delta) on the ultraviolet luminosity as well as the linear bias evolution. We find that the bias parameter shows a gradual decline from high (b &gt; 2) to low redshift (b ~ 0.79^{+0.1}_{-0.08}). When accounting for the fraction of the star formation activity enclosed in the different samples, our results suggest that the bulk of star formation migrated from high mass dark matter halos at z&gt;2 (10^12 &lt; M_min &lt; 10^13 M_sun, located in high density regions), to less massive halos at low redshift (M_min &lt; 10^12 M_sun, located in low density regions). This result extends the ``downsizing'' picture (shift of the star formation activity from high stellar mass systems at high z to low stellar mass at low z) to the dark matter distribution.

研究动机与目标

• 调查宇宙时空中通过休息 frame 紫外波段选源的恒星形成星系的空间团聚特性。
• 确定紫外波段选源星系的线性偏置随红移和紫外光度的演化规律。
• 检验‘下采样’趋势——即恒星形成从大质量系统向小质量系统迁移——是否延伸至宿主暗物质晕的质量函数。
• 通过比较高密度与低密度区域的团聚特性，评估恒星形成区域的环境依赖性。

提出的方法

• 将 GALEX（z < 0.6）的紫外波段选源与 CFHTLS（z ~ 1）的深 u′-band 成像数据进行交叉匹配，构建 z ≤ 1 范围内的同质样本。
• 测量两个红移区间中紫外波段选源的角相关函数（ACF），以量化其空间团聚强度。
• 从 ACF 推导线性偏置参数 b₈，并在不同红移和紫外光度区间进行比较。
• 利用偏置演化推断不同宇宙时空中恒星形成星系的最小宿主晕质量（M_min）。
• 应用线性偏置假设，将观测到的团聚特性与潜在的暗物质分布关联起来。
• 将结果与理论模型（如 Mo & White 2002）及先前对莱曼断裂星系和发射线样本的研究进行对比。

实验结果

研究问题

• RQ1 从 z ~ 1 到 z ≈ 0，紫外波段选源星系的线性偏置如何演化？
• RQ2 根据下采样情景预测，恒星形成星系的宿主暗物质晕质量是否随宇宙时空中从高到低迁移？
• RQ3 在低红移（z < 0.6）时，紫外波段选源星系的团聚强度如何依赖于其紫外光度？
• RQ4 在低红移时，最紫外明亮的星系是否比较暗的星系更可能位于低密度环境？
• RQ5 恒星形成的空间分布在多大程度上反映了暗物质晕质量函数的演化？

主要发现

• 紫外波段选源星系的线性偏置从高红移时的 b₈ ≳ 2 下降至 z ≈ 0 时的 b₈ ≈ 0.79⁺⁰.¹⁻⁰.⁰⁸，表明其宿主晕质量从高值向低值迁移。
• 在保持总恒星形成光度密度恒定的紫外光度限样本中，偏置演化更为显著，证实了恒星形成区域的系统性迁移。
• 在 z ~ 1 时，紫外波段选源星系的相关长度与发射线样本相当，但略高于旋涡星系和不规则星系，表明中等偏置（⟨b₈⟩ = 1.26 ± 0.06）。
• 在低红移时未发现偏置与 FUV 光度之间存在强正相关；相反，观察到轻微负相关或无相关，与高红移趋势相反。
• 观测到的偏置下降幅度略大于 Mo & White（2002）模型对 M ≥ 10¹² M☉ 晕的预测，表明现今恒星形成星系所处的晕质量小于 z ~ 3 时。
• 结果支持环境迁移：恒星形成从高红移时的高密度区域（大质量晕）向低红移时的低密度区域（小质量晕）迁移，与冷模式吸积和反馈驱动的晕质量演化一致。