[论文解读] The Galaxy Stellar Mass Function of X-ray detected groups: environmental dependence of galaxy evolution in the COSMOS survey

S. Giodini, A. Finoguenov+7 more|HAL (Le Centre pour la Communication Scientifique Directe)|Nov 7, 2011

Galaxies: Formation, Evolution, Phenomena参考文献 67被引用 28

一句话总结

本研究分析了来自COSMOS巡天的X射线探测星系群中星系恒星质量函数（GSMF），以探究环境对星系演化的影响。研究发现，低质量星系群中熄灭星系的低质量部分斜率更平缓，表明其熄灭过程延迟；而低质量星系群中的星形成星系特征质量高出50%，表明环境熄灭效应较弱。与之相比，场域中低质量熄灭星系的累积更为显著，星系群中sSFR低0.2 dex，且熄灭过程比场域延迟约30亿年。

ABSTRACT

We study the stellar mass distribution for galaxies in 160 X-ray detected groups of 10^13

研究动机与目标

• 探究环境——特别是星系群——如何影响星系恒星质量的累积。
• 将X射线探测星系群中的星系恒星质量函数（GSMF）与场域中的GSMF进行比较，以分离环境效应。
• 确定在不同环境中，星形成与熄灭星系群体的GSMF形状与演化是否存在差异。
• 评估星系群质量在调节熄灭效率及星形成与熄灭星系中恒星质量分布方面的作用。

提出的方法

• 作者分析了COSMOS巡天中160个X射线探测星系群，根据virial质量（M200）划分为高、低质量子样本。
• 利用多波段测光和星族合成模型估算恒星质量，构建星系群中熄灭星系与星形成星系的复合恒星质量函数（GSMF）。
• GSMF采用Schechter函数建模，并进一步分析是否存在双Schechter函数或分段幂律行为，以捕捉复杂的低质量特征。
• 按恒星质量区间计算特定星形成率（sSFR），以比较不同环境中的熄灭效率。
• 追踪红移演化至z ≈ 1，评估环境差异在熄灭过程中的随宇宙时变变化。
• 分析包括星形成星系中恒星质量占比及Schechter函数特征质量（M*）在不同环境与红移下的变化。

实验结果

研究问题

• RQ1 X射线探测星系群与场域中星系恒星质量函数（GSMF）的形状有何差异，特别是在熄灭星系与星形成星系中？
• RQ2 环境熄灭效率是否随星系群质量变化？这对GSMF的低质量端有何影响？
• RQ3 星系群中sSFR与星形成分数的红移演化特征与场域相比如何？这暗示了熄灭过程的时间特性是什么？
• RQ4 为何低质量星系群中星形成星系的特征质量高于高质质量星系群？这暗示了何种环境过程？
• RQ5 当前的半分析模型在多大程度上能再现星系群与场域中观测到的GSMF与sSFR分布？

主要发现

• 星系群中熄灭星系的GSMF在低质量部分（log(M/M⊙) < 10.5）斜率更平缓，表明星系群中低质量熄灭星系的累积过程延迟。
• 在场域中，熄灭星系的GSMF在低质量端（log(M/M⊙) < 9.5）出现陡降，表明矮星系被优先熄灭，而这一特征在星系群中并不存在。
• 低质量星系群（M200 < 6 × 10^13 M⊙）中星形成星系的特征质量比高质质量星系群高50%，表明环境熄灭效应较弱。
• 星系群中sSFR的中位数比场域低0.2 dex，且熄灭过程约延迟30亿年。
• 低质量星系群中星形成星系所占恒星质量比例比高质质量星系群高50%（占总质量的2/3），表明恒星形成更有效或熄灭过程延迟。
• 尽管低红移下熄灭星系比例上升，低质量星系群仍保有更大比例的恒星质量于星形成星系中，与更高效的重子物质向恒星转化一致。