基于贝叶斯层级混合模型推导恒星形成率与射电光度关系的新统计方法

《Monthly Notices of the Royal Astronomical Society》：A MIGHTEE robust measurement of the star formation rate – radio correlation

　　摘要确定恒星形成率（SFR）与射电光度（L?.?）之间的关系，对于利用现有及未来的射电设施以不依赖尘埃的方式追踪宇宙恒星形成历史至关重要。然而，直到现在，此类研究仍依赖于可能存在偏差的源二元分类来剔除污染性的活动星系核（AGN）。我们提出了一种全新的、统计驱动的方法用于推导 SFR – L?.? 关系，从而消除对存在问题的"切割"判据的依赖。我们利用贝叶斯层级混合模型拟合深层 MIGHTEE COSMOS DR1 星表中射电探测到的源，并纳入了由最先进的谱能分布拟合代码 GRAHSP 生成的完整 SFR 后验概率分布。该方法使我们能够以概率方式确定恒星形成主导星系的平均 SFR – L?.? 关系，同时考虑恒星形成主导源的占比在不同红移、射电光度及恒星质量范围内的变化。我们发现 SFR 与射电光度之间的相关性对红移有显著依赖，但其对恒星质量的依赖弱于先前研究的结论。我们得到的 SFR–射电相关性为 log??(SFR/M⊙ yr?1) = 0.790 × (log??(L?.?/W Hz?1) ? 23) + 1.244 × (1 + z)^0.122 ? 0.033 × (log??(M*/M⊙) ? 10)，固有散射为 0.178 dex。我们表明，这种红移演化可以由恒星形成星系的射电谱指数的适度演化来解释。与近期研究相比，我们认为未观测到强恒星质量依赖的原因在于这种新颖的统计方法不依赖"切割"来剔除 AGN。关键词：星系：恒星形成；射电连续谱：星系；星系：演化