[论文解读] Identification of variability in recent star formation histories of local galaxies based on H$\alpha$/UV ratio

Rhythm Shimakawa, Yusei Koyama+4 more|arXiv (Cornell University)|May 2, 2017

Galaxies: Formation, Evolution, Phenomena被引用 3

一句话总结

本研究利用AKARI-GALEX-SDSS档案中的H$α$/UV流量比，探测了红移z = 0.02–0.1范围内1,050个本地星系的近期恒星形成历史（SFH）。研究发现，偏离恒星形成主序列的星系与H$α$/UV比值相关，表明100 Myr以下时标内的SFH变化是主序列观测离散度的成因之一，尽管观测选择偏差可能掩盖了部分高比值源。

ABSTRACT

Because the timescale of H$\alpha$ emission (several tens of Myr) following star formation is significantly shorter than that of UV radiation (a few hundred Myr), the H$\alpha$/UV flux ratio provides insight on the star formation histories (SFHs) of galaxies on timescales shorter than $\sim100$ Myr. We present H$\alpha$/UV ratios for galaxies at $z=$ 0.02--0.1 on the familiar star-forming main sequence based on the AKARI-GALEX-SDSS archive dataset. The data provide us with robust measurements of dust-corrected SFRs in both H$\alpha$ and UV for 1,050 galaxies. The results show a correlation between the H$\alpha$/UV ratio and the deviation from the main sequence in the sense that galaxies above/below the main sequence tend to have higher/lower H$\alpha$/UV ratios. This trend increases the dispersion of the main sequence by 0.04 dex (a small fraction of the total scatter of 0.36 dex), suggesting that diversity of recent SFHs of galaxies has a direct impact on the observed main sequence scatter. We caution that the results suffer from incompleteness and a selection bias which may lead us to miss many sources with high H$\alpha$/UV ratios, this could further increase the scatter from SFHs in the star-forming main sequence.

研究动机与目标

• 探究近期恒星形成历史（SFH）在塑造恒星形成主序列离散度中的作用。
• 评估SFH在<100 Myr时标内的变化如何影响H$α$/UV流量比作为诊断工具的性能。
• 评估观测偏差（如不完整性与选择效应）对观测到的H$α$/UV比值分布的影响。

提出的方法

• 利用AKARI-GALEX-SDSS多波段档案中的尘埃修正后H$α$和UV恒星形成率（SFR），
• 将H$α$/UV流量比用作近期SFH的示踪器，利用H$α$（数十Myr时标）与UV（数百Myr时标）之间的时间常数差异。
• 选取1,050个位于红移z = 0.02–0.1之间且处于恒星形成主序列上的星系样本。
• 将H$α$/UV比值与偏离主序列的程度进行比较，以量化其对近期SFH变异性依赖关系。
• 评估选择偏差与不完整性对观测到的H$α$/UV比值分布的影响。

实验结果

研究问题

• RQ1 不同近期恒星形成历史的星系中，H$α$/UV流量比如何变化？
• RQ2 SFH在<100 Myr时标内的变异性在多大程度上导致了恒星形成主序列的离散度？
• RQ3 观测不完整性与选择偏差如何影响H$α$/UV比值的测量及其解释？

主要发现

• 位于恒星形成主序列之上的星系表现出更高的H$α$/UV比值，表明其近期或增强的恒星形成活动。
• 位于主序列之下的星系表现出更低的H$α$/UV比值，暗示其近期恒星形成活动趋于平静或下降。
• H$α$/UV比值与偏离主序列的程度相关，对总离散度0.36 dex的贡献为0.04 dex。
• 该贡献表明，<100 Myr时标内的SFH变异性直接影响了恒星形成主序列的观测离散度。
• 本研究警告称，选择偏差与不完整性可能抑制高H$α$/UV比值源的探测，从而可能高估了SFH多样性对离散度的真实贡献。