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GAMA/DEVILS: constraining the cosmic star formation history from improved measurements of the 0.3–2.2 μm extragalactic background light
Monthly Notices of the Royal Astronomical Society ( IF 4.8 ) Pub Date : 2021-02-24 , DOI: 10.1093/mnras/stab540
Soheil Koushan 1 , Simon P Driver 1 , Sabine Bellstedt 1 , Luke J Davies 1 , Aaron S G Robotham 1 , Claudia del P Lagos 1, 2 , Abdolhosein Hashemizadeh 1 , Danail Obreschkow 1 , Jessica E Thorne 1 , Malcolm Bremer 3 , B W Holwerda 4 , Andrew M Hopkins 5 , Matt J Jarvis 6 , Malgorzata Siudek 7, 8 , Rogier A Windhorst 9
Affiliation  

We present a revised measurement of the optical extragalactic background light (EBL), based on the contribution of resolved galaxies to the integrated galaxy light (IGL). The cosmic optical background radiation (COB), encodes the light generated by star formation, and provides a wealth of information about the cosmic star formation history (CSFH). We combine wide and deep galaxy number counts from the Galaxy And Mass Assembly survey (GAMA) and Deep Extragalactic VIsible Legacy Survey (DEVILS), along with the Hubble Space Telescope (HST) archive and other deep survey data sets, in nine multiwavelength filters to measure the COB in the range from 0.35 μm to 2.2 μm. We derive the luminosity density in each band independently and show good agreement with recent and complementary estimates of the optical-EBL from very high-energy (VHE) experiments. Our error analysis suggests that the IGL and γ-ray measurements are now fully consistent to within $\sim 10{{\ \rm per\ cent}}$, suggesting little need for any additional source of diffuse light beyond the known galaxy population. We use our revised IGL measurements to constrain the CSFH, and place amplitude constraints on a number of recent estimates. As a consistency check, we can now demonstrate convincingly, that the CSFH, stellar mass growth, and the optical-EBL provide a fully consistent picture of galaxy evolution. We conclude that the peak of star formation rate lies in the range 0.066–0.076 M⊙ yr−1 Mpc−3 at a lookback time of 9.1 to 10.9 Gyr.

中文翻译:

GAMA/DEVILS:通过改进 0.3–2.2 μm 河外背景光的测量来限制宇宙恒星的形成历史

我们基于已分辨星系对集成星系光 (IGL) 的贡献,提出了对光学河外背景光 (EBL) 的修正测量。宇宙光学背景辐射 (COB) 对恒星形成产生的光进行编码,并提供有关宇宙恒星形成历史 (CSFH) 的丰富信息。我们将来自星系和质量组装调查 (GAMA) 和深河外可见遗产调查 (DEVILS) 的宽广和深星系数计数,以及哈勃太空望远镜 (HST) 档案和其他深海调查数据集,在九个多波长滤波器中在 0.35 μm 至 2.2 μm 范围内测量 COB。我们独立地推导出每个波段的光度密度,并与来自超高能 (VHE) 实验的光学-EBL 的最新和互补估计值显示出良好的一致性。我们的误差分析表明,IGL 和 γ 射线测量现在完全一致,在 $\sim 10{{\ \rm per\cent}}$ 以内,这表明除了已知星系群之外,几乎不需要任何额外的漫射光源。我们使用我们修改后的 IGL 测量来约束 CSFH,并对最近的一些估计进行幅度约束。作为一致性检查,我们现在可以令人信服地证明,CSFH、恒星质量增长和光学 EBL 提供了一个完全一致的星系演化图景。我们得出结论,恒星形成速率的峰值位于 0.066-0.076 M⊙ yr-1 Mpc-3 范围内,回溯时间为 9.1 至 10.9 Gyr。表明在已知星系群之外几乎不需要任何额外的漫射光源。我们使用我们修改后的 IGL 测量来约束 CSFH,并对最近的一些估计进行幅度约束。作为一致性检查,我们现在可以令人信服地证明,CSFH、恒星质量增长和光学 EBL 提供了一个完全一致的星系演化图景。我们得出结论,恒星形成速率的峰值位于 0.066-0.076 M⊙ yr-1 Mpc-3 范围内,回溯时间为 9.1 至 10.9 Gyr。表明在已知星系群之外几乎不需要任何额外的漫射光源。我们使用我们修改后的 IGL 测量来约束 CSFH,并对最近的一些估计进行幅度约束。作为一致性检查,我们现在可以令人信服地证明,CSFH、恒星质量增长和光学 EBL 提供了一个完全一致的星系演化图景。我们得出结论,恒星形成速率的峰值位于 0.066-0.076 M⊙ yr-1 Mpc-3 范围内,回溯时间为 9.1 至 10.9 Gyr。
更新日期:2021-02-24
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