宇宙中星系数目众多，形态多样。这些星系如何形成并演化至今，是当代天体物理学研究的基本问题之一。世界各国的天文学家不断努力，通过地面和空间最先进的各类大型天文设备对宇宙从古至今不同时期的星系进行普查观测，探寻星系起源的奥秘。近几年来的一个重大突破是，发现了星系在形成恒星的增长过程中所呈现一个基本规律，称为“主序”规律：宇宙同一时期的活动星系的恒星质量与恒星形成率呈正相关关系。从早期到当前的宇宙各个时期，恒星形成星系均呈现这一“主序”规律；而且，星系的恒星形成活动在约100亿年前后最为剧烈，随后不断下降。这一关系是检验星系形成演化理论的观测基石之一。对这一基本规律的斜率、弥散程度和标度及其随红移的演化的详细研究是当前河外天文学的研究热点，能够提供理解不同类型星系具体演化路径的关键信息。

　　中科院紫金山天文台星系研究团队利用COSMOS大天区深场巡天的多波段数据，对60亿年前（红移0.7处）的活动星系开展大样本统计研究，探索这一时期星系恒星形成活动的规律。这一工作利用stacking技术，结合不同物理模型，首次实现对该红移小质量星系恒星形成率分布的定量估计。如图所示，不论大质量还是小质量的活动星系，它们平均的比恒星形成率（亦即恒星形成率与恒星质量的比值，是衡量星系恒星形成活动相对强度的物理量）相当；发现恒星活动星系“主序”规律的弥散程度随星系的恒星质量变化，小质量处弥散小，大质量处弥散大。这一发现表明，小质量星系中主导恒星形成活动的物理过程比较相似，因而恒星形成率分布弥散小，而大质量的星系形成活动背后的物理过程差异性大，造成恒星形成活动强度分布的弥散大。这一发现是对活动星系“主序”规律的新认识，有助于理解支配星系演化背后的物理规律。

　　这一新发现由紫金山天文台博士研究生郭可欣与其指导老师郑宪忠研究员和美国爱荷华大学助理教授付海博士合作完成，发表在美国《天体物理杂志》上。

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红移小质量星系恒星形成率分布定量估计