一个在 $z \sim 11$ 形成恒星的大质量星系

星系通过重子与冷暗物质晕的渐进式层级共组装而形成，是现代天体物理学的基本范式，并预言早期宇宙大质量星系的数量会急剧下降。极高质量宁静星系（恒星质量 $>10^{11}$ M$_\odot$）现已被观测到早至大爆炸后10–20亿年；这些对理论模型构成了极强约束，因为它们形成于早300–500 Myr之时，且仅有部分模型能如此早形成大质量星系。本文报道了对红移3.205 $\pm$ 0.005处大质量宁静星系ZF-UDS-7329的詹姆斯·韦伯空间望远镜光谱观测，该星系在此前深地基光谱中未被探得，比典型星系显著更红，其光谱揭示了年老得多的恒星种群的典型特征。详细建模表明，该恒星种群约在15亿年前（z ~ 11）形成，彼时在标准图景中尚不足以提供宿主质量的大量暗物质晕还未组装完成。这一观测可能指向未被探测到的早期星系种群的存在，以及我们在早期恒星种群、星系形成和/或暗物质本质理解上的显著缺失。