基于COSMOS巡天z～2的Lyman break星系测光性质研究

It is a particular period of universe at z～2, but a few studies focus on this period because of the observational difficulty. The project will base on the wide field, high quality multiwavelength photometric data from COSMOS and spectroscopic data from zCOSMOS to build a reliable LBGs sample at z～2 using an NUV-dropout technique in combination with color selection. The project will be helpful for further understanding of the galaxy formation and evolution history across the cosmic time by studying the photometric properties of the LBGs sample, such as the rest-frame UV luminosity function, the relationship between star formation rate and stellar mass, the relationship between rest-frame U-B color and the stellar mass, etc.

z～2是宇宙中一个比较特殊的时期，由于观测的限制，对这一时期的研究较少。本项目将基于COSMOS巡天所得到的大视场、多波段高质量测光数据以及zCOMCOS巡天所得到的测谱数据建立一个高置信度的z～2的LBGs样本。研究样本的静止紫外波段光度函数，恒星质量与恒星形成率的关系，恒星质量与静止波长U-B颜色的关系；并将该样本与z～1和z>3的LBGs进行比对，研究其演化特性；与BzK方法选取的sBzK星系进行比对，分析这两类恒星形成星系的异同。本项目的研究结果将有助于进一步了解从本地宇宙到高红移时期星系的恒星形成与演化历史，完善对处于“红移沙漠”中恒星形成星系的演化图像的认识。

本项目主要对高红移星系的测光和形态性质及演化进行了相关的统计和模型研究。主要研究内容包括对COSMOS天区的GALEX测光图像以CFHT u波段源的位置为先验值重新进行了测光，用以作为NUV dropout方法选取红移2左右LBGs候选星系的一部分数据。并进一步结合CANDLES高质量测光数据选取红移2.5-0.5的星系样本，对星系的测光和形态性质及演化进行了相关研究。通过数密度匹配（abundance match）方法得到在这一红移范围内的星系样本，数密度匹配方法所得到的星系样本在假设星系主并合事件发生概率不大的情况下，样本中高红移星系统计上可以表征低红移星系的前身星系，是目前研究星系演化性质的一种被越来越多人采用的方法。我们选取的样本在红移2.5-0.5之间星系的质量增加了1.5倍，而星系的尺度增大了2.5倍，星系的尺度增长比质量增长更快；星系质量与尺度随红移的演化关系与数值模拟中星系通过次并合方式所引起的质量与尺度的变化关系较一致，表明星系在这一红移范围内的演化以次并合为主。除此之外，我们还结合目前最新的观测、数值模拟与半解析模型的研究结果建立了一个简单的星系形成与演化模型，该模型通过一组参数化幂指数方程来模拟恒星形成星系在演化过程中星系质量和尺度随着红移的演化，结合星系恒星质量、星系中央黑洞质量与星系尺度之间的关系，推演星系中央黑洞的质量增长以及AGN的反馈作用，以研究星系中央黑洞在星系恒星形成活动停止（quenching）的过程中所起的作用。