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探索z=2-7处超过700个大质量静止星系:星族统计与恒星质量函数

星系天体物理 2025-10-29 v3 宇宙学与河外天体物理

摘要

高红移(z>2z>2)大质量静止星系通过其宇宙数密度和恒星质量函数(SMFs)对早期星系形成和演化机制至关重要。我们在来自公共JWST场(总面积>> 5 ×\times 之前的JWST研究)的超过800 arcmin2^2的NIRCam成像中,探索了z=27z=2-7范围内743个大质量(M>109.5M\rm M_*> 10^{9.5}M_\odot)静止星系的样本。我们计算并报告了它们的宇宙数密度、恒星质量函数和宇宙恒星质量密度。我们证实,相对于一系列宇宙学流体动力学模拟和半解析模型(SAMs),大质量静止星系存在显著过量。我们发现,在z=25z=2-5区间内的任何红移处,没有任何模拟或SAM能准确再现大质量静止星系的SMF。这表明这些模型中的反馈机制都没有完全捕捉到高红移星系的熄灭,这对标准形成情景提出了挑战。我们发现低质量(M<1010M\rm M_*<10^{10}M_\odot)静止星系的丰度比以前发现的更高,这凸显了sSFR截断而非简单颜色选择的重要性。我们展示了这种选择偏差的重要性,以及由宇宙方差引起的场与场之间的个体差异,尤其是在更高红移处,它们会改变观测到的静止星系SMF。我们还发现,大质量静止星系的宇宙恒星质量密度比之前看到的增长更陡峭,ρ(1+z)7.2±0.3\rho_*\propto (1+z)^{-7.2\pm0.3},表明在这些时期星系熄灭的重要性急剧增加。

关键词

引用

@article{arxiv.2506.04119,
  title  = {Exploring over 700 massive quiescent galaxies at z = 2-7: Demographics and stellar mass functions},
  author = {William M. Baker and Francesco Valentino and Claudia del P. Lagos and Kei Ito and Christian Kragh Jespersen and Rashmi Gottumukkala and Jens Hjorth and Danial Langeroodi and Aidan Sedgewick},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2506.04119},
  year   = {2025}
}

备注

19 pages, 12 figures, Accepted for publication in A&A