第一代星系的古老后代

JWST揭示了大爆炸后最初5亿年内出乎意料的亮星系。其过量表明它们优先在爆发阶段被观测到，此时其恒星形成率急剧增加。在宇宙学模拟中，此类爆发过渡为短暂（约40 Myr）的不含恒星形成或"休眠"期。利用JWST/NIRCam中波段观测，我们报告了星系CANUCS-A370-2228423（$z = 5.95 \pm 0.06$，$\log(M_\ast/M_{\odot}) = 9.14 \pm 0.09$）的发现，将其命名为"沉睡者"。其恒星形成历史表明在前3亿年内（$z \gtrsim 14$）经历了快速组装，形成了一个 $\log(M_\ast/M_{\odot}) = 8.7^{+0.3}_{-0.4}\ M_{\odot}$ 的前身体，其恒星质量与那些红移处少数光谱证认的星系相当。出乎意料的是，随后是数亿年的恒星形成被抑制，与"休眠"星系形成鲜明对比。这导致了极强的氢巴尔末跳跃，比第一十亿年内观测到的任何星系强约3倍。此外，与理论相比，沉睡者类系统在观测体积中过量，因为在模拟中找到此类星系的概率小于0.2%。因此，沉睡者的发现打破了当前所有第一几亿年内亮星系都演化为大质量后代的叙事。相反，它展示了一条替代的演化路径，即这些异常亮的星系在早期恒星爆发后消退为低效的矮星系，揭示了星系演化早期阶段的更大多样性。