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利用 PANORAMIC II 探索宇宙黎明:宇宙方差与星系聚类于 $z\sim10$

星系天体物理 2025-12-17 v1

摘要

JWST 的观测campaigns 揭示了在 z10z\gtrsim10 处 UV-亮星系的丰度高于预期,various 理论解释已被提出。一种强大的互补约束用于打破不同模型之间的degeneracy是星系聚类。在本文中,我们将 PANORAMIC pure parallel 与 legacy imaging 结合 along 34 个独立的 sightlines,以测量 Lyman break 星系在 z10z\sim10 处的宇宙方差 (σCV\sigma_{\rm CV}),该值直接相关于其聚类强度。我们发现 σCV=0.960.18+0.20\sigma_{\rm CV}=0.96^{+0.20}_{-0.18}1.460.44+0.541.46^{+0.54}_{-0.44},和 1.710.59+0.721.71^{+0.72}_{-0.59} 每个 NIRCam pointing (9.7arcmin2\sim9.7\,{\rm arcmin}^21.5pMpc\lesssim1.5\,{\rm pMpc}z10z\sim10 时) for MUV<19.5_{\rm UV}<-19.520-20,和 20.5-20.5 的星系。与 UniverseMachine 中的星系进行比较,我们发现 σCV\sigma_{\rm CV} 与我们的测量值一致,但星系密度为因素 5\gtrsim5 较低。我们在 UniverseMachine 中实现简单的模型,代表不同物理机制以增强 UV-亮星系的丰度。所有模型通过将星系固定在较低质量 halo 中的固定 MUV_{\rm UV} 来降低 σCV\sigma_{\rm CV},但这种方式程度不同。对 σCV\sigma_{\rm CV} 和 UVLF 的综合约束tentatively 反对那些全局增加星系形成效率 (SFE) 或 MUVMhalo_{\rm UV}-M_{\rm halo} 关系中的散射的模型,而降低质量-光比或假设 SFE 随 MhaloM_{\rm halo} 的幂律缩放的模型更符合数据。我们表明,通过获得足够的额外独立 sightlines,可以对模型进行robust 的鉴别,为通过 NIRCam pure parallel imaging 对早期星系演化的 physics 进行强大的约束铺平了道路。

关键词

引用

@article{arxiv.2512.14212,
  title  = {Exploring Cosmic Dawn with PANORAMIC II: Cosmic Variance and Galaxy Clustering at $z\sim10$},
  author = {Andrea Weibel and Christian Kragh Jespersen and Pascal A. Oesch and Christina C. Williams and Rachel Bezanson and Gabriel Brammer and Aidan P. Cloonan and Pratika Dayal and Anne Hutter and Zhiyuan Ji and Michael V. Maseda and Marko Shuntov and Katherine E. Whitaker},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2512.14212},
  year   = {2025}
}

备注

22 pages, 8 figures, submitted to ApJ