The Hα luminosity function and star formation rate up to z〜1

Tresse,L., Maddox,S.J., Le Fevre,O., & Cuby,J.-G. 2002, MNRAS, 337, 369

INTRODUCTION

• Hα luminosity: 瞬間的な星生成率の指標で extinction の影響も受けにくい

GALAXY SELECTION

• I-band selected CFRS 591天体
  0<z<1.3
  17.5<I_AB<22.5

• low-z sample
  z<0.3 110/138 天体
  CFRS original data

• high-z sample
  0.5<z<1.05 323 天体
  => EW([O II])>10Å 251天体
  => 強い OH 夜光輝線からHαが十分離れている 84天体
  ISAAC SZ-, J- 分光モードで33天体を観測

ISAAC SPECTROSCOPY

• ISAAC 分光観測 1024x1024 HAWAII array
  0.147"/pixel
  2" slit R〜1500
  中心波長は 1.02,1.06,1.11,1.18,1.26,1.33μm の6種類
  単一露出時間(DIT) 600,900,1200sec の3種類で2position露出

  

  30/33天体で Hα を検出

  

  

  

REDDENING CORRECTION

• Hβ が CFRS で検出できているもの 2/3
  S/N が悪くてかなりばらつきが激しいので、平均的な減光量 A_V=1mag を仮定

• 2/33 天体は他に詳細な可視分光観測あり => *印で plot

  

SAMPLE PROPERTIES

• 検出限界
  CFRS I selection z>0.5 で M(B_AB)〜 -21±1
  M(B_AB)<-20 天体の 10%(high-z) - 100%(low-z) を含む

  

• Hα と B-band での明るさの関係
  high-z sample は low-z sample の延長上にくる
  測定誤差よりも広く分布
  ・metallicity
  ・ionization parameter
  ・dust
  ・SFR history
  などに関係

  

  L(Hα)/L(B_AB)比 => OB型星/A型星の比
  High-z で比が大きくなるのは selection effect
  比の upper limit は大体一定 => IMF は大体似たようなもの?

  

• Hα luminosity と color
  特に目立った相関はなし => Instantaneous SF に近い?
  High-z sample に赤くて Hα のあるものが存在しないのも selection effect

  

• L([O II]) - L(Hα) 関係
  [O II] は metallicity と ionization parameter の影響を受けやすいので scatter が大きくなる
  High-z だと [O II]/Hα 比が小さくなる => luminosity の影響?

  

• M(B_AB) - [O II]/Hα 関係
  明るいものほど比が小さい
  (近傍宇宙での他の分光サーベイでも同様な結果がある)

  

  color との関係はなし

  

Hα LUMINOSITY AND SFR DENSITIES

• Completeness 補正
  low-z sample : 全て観測出来ているので標準的な V_max 法を適用
  high-z sample : いろいろ見積もって 0.1116 の割合が観測できたものとする

• LF 結果
  α = -1.31±0.11
  φ^*= 10^-2.39±0.06 Mpc^-3
  L^*= 10^42.37±0.06 erg s^-1

  UV-selected sample を用いると、late-type が増えるので
  α が steep、L^* が明るくなる

  rest-B Luminosity は Hα と相関があるので、LF の形も同様になる
  rest-B selected sample は mid- and late-type の sample となる

  

  

  

• Hα luminosity density
  個々の銀河に対して L(Hα)/V_max を足し上げる
  Ｌ(Hα) = 10^40.04 erg s^-1Mpc^-3 (@ 0.5<z<1.1)
  Hα luminosity density は (1+z)^4.3±0.3 で増加
  AGN のコンタミを除くのは困難だが最大でも 15% 程度か

  

• SFR densities
  Kennicutt 1998 の結果を適用
  Hα と UV の傾きはほぼ同じだが factor 3.2 異なる => A_V〜1 で説明可
  観測領域によって傾きが変わるようだ => もっと広い領域の sample が必要