大爆炸后 5.1 亿年的一例大质量相互作用星系
摘要
JWST 观测确认了早至 300 Myr 的星系存在，且其数量密度高于基于星系形成模型和 HST 观测的预期。然而，在头 500 Myr 内经光谱确认的信源其估计恒星质量均 <5×10^8 M_⊙，限制了研究子结构的信噪比（SNR）。我们展示了一例罕见亮星系的高分辨率光谱与空间分辨研究，其红移为 z=9.3127±0.0002，恒星质量为 (2.5^{+0.7}_{-0.5})×10^9 M_⊙，恒星形成率为 25^{+3}_{-4} M_⊙/yr，金属丰度约 0.1 Z_⊙——低于本地宇宙同恒星质量处的值，但符合大爆炸后 1–2 Gyr 星系化学增丰的预期。该系统的形态通常关联于两个相互作用星系，其主团块为双成分、由极年轻恒星（年龄<10 Myr）组成，外围为延展恒星族（130±20 Myr 老，由 NIRSpec 光谱建模识别）以及拉长的团块状潮汐尾。光谱观测识别出 O、Ne 和 H 发射线及莱曼断裂，其中存在显著 Lyα 吸收的证据。[OII] 双峰被光谱分辨，得以估算星际介质的电子数密度与电离参数，并显示出高于低红移类似体的密度与电离。我们在 z>8 处首次识别出吸收线（Si、C 和 Fe）证据，单个探测置信度较低但堆叠后 SNR>6。吸收特征表明 Lyα 被星际与环星系介质所阻尼。我们的观测提供了大爆炸后不久通过并合快速高效累积质量与金属的证据，表明含数十亿恒星的大质量星系存在早于预期。
引用
@article{arxiv.2303.00306,
title = {A massive interacting galaxy 510 million years after the Big Bang},
author = {Kristan Boyett and Michele Trenti and Nicha Leethochawalit and Antonello Calabró and Benjamin Metha and Guido Roberts-Borsani and Nicoló Dalmasso and Lilan Yang and Paola Santini and Tommaso Treu and Tucker Jones and Alaina Henry and Charlotte A. Mason and Takahiro Morishita and Themiya Nanayakkara and Namrata Roy and Xin Wang and Adriano Fontana and Emiliano Merlin and Marco Castellano and Diego Paris and Marusa Bradac and Danilo Marchesini and Sara Mascia and Laura Pentericci and Eros Vanzella and Benedetta Vulcani},
journal= {arXiv preprint arXiv:2303.00306},
year = {2024}
}
备注
52 pages, 10 figures This version of the article has been accepted for publication, after peer review and is subject to Springer Nature's AM terms of use, but is not the Version of Record and does not reflect post-acceptance improvements, or any corrections. The Version of Record is available online at: http://dx.doi.org/10.1038/s41550-024-02218-7