宇宙黎明时期无反馈星暴：JWST 的可观测预测

我们扩展了一个标准宇宙学内物理模型的分析，该模型稳健地预测了在宇宙黎明时期大质量星系中由于无反馈星暴（FFB）导致的高恒星形成效率（SFE）。这意味着与基于后期低 SFE 的标准模型相比，在 z>~10 处存在亮星系过剩，而 JWST 观测已指示出这种过剩。在此我们基于解析 FFB 情景提供可观测预测。这些可与模拟和 JWST 观测进行比较。我们将 SFE 近似为红移和质量的函数，假设在 FFB 区间内最大 SFE 为 0.2~1。由此我们推导出星系质量和光度函数的演化以及恒星和恒星形成密度的演化。接着我们预测恒星形成历史（SFH）、星系尺寸、外流、气体分数、金属丰度和尘埃衰减，均作为 FFB 区间内质量和红移的函数。主要区分特征是在高于随红移下降的质量阈值时出现 FFB。预测亮星系中的光度和恒星形成率超过标准经验模型和宇宙学模拟的外推值，且该过剩从 z~9 到更高红移逐渐增长。预测的 ~100 Myr 的 FFB 阶段显示出在 ~10 Myr 时间尺度上波动的特征 SFH。恒星系统致密（在 z~10 时 Re~0.3 kpc 并随 z 下降）。星系气体由来自早期世代超新星驱动的稳态风组成，具有高外流速度（FWHM~1400-6700km/s）、低气体分数（<0.1）、低金属丰度（<~0.1 太阳金属丰度）和低尘埃衰减（$A_{UV}$~0.5 在 z~10 并随 z 下降）。我们与当前 JWST 观测进行初步比较以获得初步见解，期待未来有更完整可靠的数据集用于详细定量比较。