宇宙中期致密化末期的极端紫外亮星形成群
摘要
我们报告了在 SHELLQs 调查中发现的 27 个非常紫外亮 (-22.0<MUV<-24.4) 的源，位于 z~6 处。对其余帧紫外光谱进行叠加分析，发现 NV1240A P-Cygni 特征 prominent，与非常年轻 (~6 Myr) 以大质量恒星为主的星际文化相符。它们是强大且高效的致密化星形成群，平均致密化光子生产效率为 log(Xi_ion/Hz erg-1)=25.54。对于其中一个源 J0217-0208 位于 z=6.2 (MUV=-23.4)，我们分析了 NIRCam 和 NIRSpec 数据。其 SED 指示其为一个年轻 (~5 Myr)、紧凑 (reff~260pc) 的星形成群，拥有 10^9 太阳质量的恒星质量和高 sSFR (~100 Gyr^-1)。这转化为高星质量和 SFR 表面密度，约为相同红移处典型星系的 100 倍。NIRSpec 进一步揭示了强烈的 nebular 发射，我们推导出高电子密度 (~10^3 cm^-3)，金属丰度 12+log(O/H)=8.20 (基于直接法)，以及超太阳 N/O 比率 (log(N/O)=-0.30)。此外，J0217-0208 显示出几个 rest-optical 线的宽成分，表明存在强大的 ionized outflow，这些 outflow 显然被掩埋 (E(B-V)~0.6)，与几乎无尘埃的恒星连续光 (E(B-V)~0.01) 形成鲜明对比。结合 ALMA 检测到的大质量、广阔且冷的尘埃储库，这些发现指向伴随着尘埃的反馈驱动的 outflow 将尘埃带和推动尘埃超出恒星核心，从而提升了观察到的 UV 亮度。我们的结果表明，高红移处的紫外亮星系代表了短暂但极端的恒星质量快速生长、高效致密化光子生产和强烈反馈的阶段。J0217-0208 的极端特性，如超太阳 N/O、坡度陡峭的 UV、紧凑尺寸和非常高的表面密度，紧密镜像了 z>10 最亮星系的特征，暗示它们共享相同的演化路径。[已省略]。
关键词
引用
@article{arxiv.2510.12411,
title = {Extremely UV-bright starbursts at the end of cosmic reionization},
author = {R. Marques-Chaves and D. Schaerer and M. Dessauges-Zavadsky and J. Álvarez-Márquez and T. Hashimoto and L. Colina and A. K. Inoue and C. Blanco-Prieto and Y. Nakazato and L. Costantin and S. Arribas and T. J. L. C. Bakx and D. Ceverino and A. Crespo Gómez and Y. Fudamoto and M. Hagimoto and A. Hamada and Y. Matsuoka and K. Mawatari and M. Onoue and W. Osone and Y. W. Ren and Y. Sugahara and Y. Terui and N. Yoshida},
journal= {arXiv preprint arXiv:2510.12411},
year = {2026}
}
备注
Accepted for publication in Astronomy & Astrophysics