[论文解读] Spot the difference. Impact of different selection criteria on observed properties of passive galaxies in zCOSMOS 20-k sample

M. Moresco, L. Pozzetti+51 more|arXiv (Cornell University)|May 6, 2013

Galaxies: Formation, Evolution, Phenomena参考文献 5被引用 48

一句话总结

本研究评估了zCOSMOS-20k巡天中六种被动星系选择标准，比较了不同红移和恒星质量下样本的污染水平、形态特性及恒星形成活动。红且被动的早期型星系标准可获得最纯净的样本（在log(M/M☉) > 10.25时污染低于10%），而形态学选择标准的污染最高（高达65%），凸显了在像Euclid这样的高红移巡天中，恒星质量截断对提升样本纯净度的关键作用。

ABSTRACT

We present the analysis of photometric, spectroscopic, and morphological properties for differently selected samples of passive galaxies up to z=1 extracted from the zCOSMOS-20k spectroscopic survey. This analysis intends to explore the dependence of galaxy properties on the selection criterion adopted, study the degree of contamination due to star-forming outliers, and provide a comparison between different commonly used selection criteria. We extracted from the zCOSMOS-20k catalog six different samples of passive galaxies, based on morphology, optical colors, specific star-formation rate, a best fit to the observed spectral energy distribution, and a criterion that combines morphological, spectroscopic, and photometric information. The morphological sample has the higher percentage of contamination in colors, specific star formation rate and presence of emission lines, while the red & passive ETGs sample is the purest, with properties mostly compatible with no star formation activity; however, it is also the less economic criterion in terms of information used. The best performing among the other criteria are the red SED and the quiescent ones, providing a percentage of contamination only slightly higher than the red & passive ETGs criterion (on average of a factor of ~2) but with absolute values of the properties of contaminants still compatible with a red, passively evolving population. We also provided two revised definitions of early type galaxies based on restframe color-color and color-mass criteria, that better reproduce the observed bimodalities. The analysis of the number densities shows evidences of mass-assembly downsizing, with galaxies at 10.25

研究动机与目标

• 评估不同选择标准对zCOSMOS-20k巡天中被动星系观测特性的影响。
• 量化不同选择方法下星系形成或非被动星系的污染程度。
• 识别在最小化污染的同时最大化数据效率的最有效且经济的选择标准。
• 基于颜色-质量图和颜色-颜色图提出修订后的选择标准，以更好地反映星系特性观测到的双峰分布。

提出的方法

• 提取了六种不同的被动星系样本：形态学（早期型）、红序列、红UVJ、安静星系（基于sSFR）、红SED（谱能分布拟合）以及红且被动的ETG（综合标准）。
• 在不同红移和恒星质量区间内，分析了光学和红外颜色、形态参数、特定恒星形成率（sSFR）以及发射线等效宽度（EW）等属性。
• 使用堆叠中值光谱评估污染星系中的残余恒星形成活动，以发射线等效宽度作为恒星形成持续性的诊断指标。
• 分析在两个红移区间（z ≤ 0.5 和 z > 0.5）和三个恒星质量区间（log(M/M☉) < 10.25，10.25 < log(M/M☉) < 10.75，log(M/M☉) > 10.75）内进行。
• 测量了被动星系的数密度，以研究质量组装的下行趋势及演化规律。
• 基于颜色-质量图和颜色-颜色图提出修订后的选择标准，以减少星系形成星系的污染。

实验结果

研究问题

• RQ1 在zCOSMOS-20k样本中，不同被动星系选择标准下星系形成星系的污染程度如何变化？
• RQ2 每种选择方法的污染程度对恒星质量和红移的依赖关系如何？
• RQ3 哪种选择标准能提供最纯净的被动星系样本，同时保持数据效率？
• RQ4 各类标准下污染星系的观测特性（颜色、sSFR、发射线）与被动星系定义相比有何差异？
• RQ5 基于颜色-质量图和颜色-颜色图的修订选择标准能否降低污染，并更好地反映星系特性观测到的双峰分布？

主要发现

• 红且被动的早期型星系标准可获得最纯净的样本，在log(M/M☉) > 10.25的星系中，光学和IRAC颜色的污染均低于10%。
• 形态学选择标准污染最高，高达65%的星系不在红序列上，高达80%的星系sSFR值比被动阈值高出25倍。
• 在恒星质量log(M/M☉) > 10.75时，所有标准的污染均显著降低，表明质量截断能有效提升样本纯净度。
• 红SED和安静星系标准的表现几乎与红且被动ETG标准相当，污染水平仅高约两倍，但仍与被动星系群体兼容。
• 数密度演化显示质量组装的下行趋势：最高质量的ETG（log(M/M☉) > 11）在z ≈ 1时已基本形成，而低质量星系则从z = 1到z = 0.2间表现出更强的演化。
• 基于颜色-质量图和颜色-颜色图提出修订后的选择标准，以更好地捕捉观测到的双峰分布并减少星系形成星系的污染。