利用 JWST 与 HST 探索极致微型矮星系 Bootes I：金属丰度分布与双星
星系天体物理
2026-04-01 v2
摘要
极致微型矮星系（UFD）是宇宙中最古老、最贫金属的恒星系统之一。其金属丰度分布编码了最早星际形成、反馈及化学富集的化石记录，为检验第一代恒星模型、星系组装及暗物质 halo 的理论提供了关键测试。然而，由于其微弱光度和亮星群的有限数量，UFD 的光谱研究通常仅探测少数星体。本文我们呈现对多时段哈勃空间站和詹姆斯·韦伯太空站观测 Bootes I UFD 的分析。利用 F606W 与 F322W2 波段构建深色彩-光度图，覆盖从亚巨星分支至 M 型恒星，并通过恒星适当运动鉴定潜在成员，获得了前所未有的干净系统目录。卓越的图谱质量，结合 M 型恒星颜色对金属丰度的灵敏度，使我们能够限制大规模星体样本的金属丰度分布。作为第一步，我们推导出 Bootes I 的二元星系比例。这一工作至关重要，因为二元星系会偏置运动学质量估计、影响星体群系分析，并塑造用于推导金属丰度的光度特征。我们发现 Bootes I 中约 20±2% 的恒星系统为质量比大于 0.4 的双星，对应总体二元星系比例约为 30%。该值与类似星体质量的星系团二元星系比例相当，暗示暗物质的存在并未显著影响 Bootes I 的双星属性。随后我们利用 M 型恒星颜色的金属丰度灵敏度推导金属丰度分布函数。我们发现约 85% 的恒星具有 [Fe/H]<-2，约 17% 的恒星具有 [Fe/H]<-3。
引用
@article{arxiv.2512.01547,
title = {Exploring the ultra-faint dwarf Bootes I using JWST and HST: Metallicity distribution and binaries},
author = {F. Muratore and M. V. Legnardi and A. P. Milone and A. Mastrobuono-Battisti and G. Cordoni and L. N. Gorza and E. P. Lagioia and E. Bortolan and E. Dondoglio and A. F. Marino and T. Ziliotto},
journal= {arXiv preprint arXiv:2512.01547},
year = {2026}
}
备注
11 pages, 10 figures, Accepted for publication in Astronomy & Astrophysics