DeepDive：深入探究宇宙中第一批巨型稳态星系的物理本质

我们呈现 DeepDive 项目，通过获取 10 个主要巨型（$\log{(M_\star/M_\odot)}=10.8-11.5$）在 $z\sim3-4$ 的稳态星系深 ($1-3$ 小时) 的 JWST/NIRSpec G235M/F170LP 光谱。一种新型数据 Reduction 程序扩展了 G235M 在 $z\sim4$ 时波长覆盖范围，超越 H$\alpha$ 和 [NII]，揭示弱而窄的 H$\alpha$ 线，表明星际形成率较低（${\rm SFR}\sim0-5\, M_\odot\, {\rm yr^{-1}}$）。其中两个主要目标具有宽阔的 H$\alpha$ 线，指示 AGN 的存在。我们还conducts 对 DAWN JWST 档案中观察到的稳态星系的归档搜索，提供了对 DeepDive 目标的统计背景。该归档搜索提供了覆盖 $1<z<5$、跨 stellar mass 一个数量级的光谱样本。我们重新审视基于 restframe $UVJ$ 颜色、specific star formation rates 以及 4000 Å 光谱突变的稳态星系选择标准，发现这些标准约有 90% 的重叠。该研究构建的总计 150 个稳态星系样本显示，在 $z\sim3-5$（包括 DeepDive 目标）的星系通常表现出较弱的 4000 Å 突变和较蓝的颜色，表明其星际演化相对较年轻。按 $D_n4000$ 指数分组的光谱叠加显示，即使在高 redshift ($z\sim3$) 的低 $D_n4000$ ($D_n4000<1.35$) 样本中，stellar 连续光谱中也能探测到微弱的铁和镁吸收线特征。此外，较高 $D_n4000$ 子样本显示更淡的 nebular 辐射线。这些结果表明，中分辨率的 NIRSpec 光谱对稳健地表征早期稳态星系的多样性和演化至关重要。本研究的所有数据将对外公开。