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宇宙正午的矮星系:JWST对卫星星系模型和子暗晕潮汐演化的新约束

星系天体物理 2025-07-21 v1 宇宙学与河外天体物理

摘要

JWST的出现彻底改变了在z1z \gtrsim 1处对暗弱卫星星系的研究,使得在先前未探索的质量和红移范围内,能够对星系演化和星系-暗晕联系进行统计约束。我们将近期JWST观测得到的1<z<3.51 < z < 3.5范围内的卫星星系丰度与宇宙学纯暗物质放大模拟的预测进行了比较。我们识别并量化了可能影响理论卫星星系计数的若干偏差来源,发现关于子暗晕潮汐演化的假设给卫星星系质量函数的预测带来了最大的不确定性。利用一个灵活的星系瓦解模型,我们探索了一系列瓦解情景,涵盖了流体动力学驱动和理想化的方案,以框定合理的物理结果。我们表明,改变星系耐久性可以使预测的卫星星系质量函数变化约3.5倍。JWST数据和我们的基准模型在探测到的整个红移范围(1<z<3.51 < z < 3.5)和恒星质量范围(M>107 MM_\star > 10^7~\mathrm{M}_\odot)内,在12σ1-2\sigma置信度内一致。我们发现证据表明子暗晕的寿命至少与流体动力学模拟预测的一样长。我们的框架将能够利用未来的观测对子暗晕的潮汐演化进行稳健的约束。这项工作首次将宇宙学模型与高红移卫星星系种群在这一低质量范围内的观测进行了直接比较。这些结果展示了JWST在新领域内检验宇宙前半程结构形成,以及约束驱动低质量星系在宇宙时间上演化的物理过程的崭新能力。

关键词

引用

@article{arxiv.2507.13448,
  title  = {Dwarf Galaxies at Cosmic Noon: New JWST Constraints on Satellite Models and Subhalo Tidal Evolution},
  author = {Jenny T. Wan and Philip Mansfield and Katherine A. Suess and Yunchong Wang and Sihan Yuan and Christina C. Williams and Risa H. Wechsler},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2507.13448},
  year   = {2025}
}

备注

Submitted to ApJ; comments welcome!