JWST对$z>8$星际介质的首次洞察：[O III]$\mathbf{\lambda 4363}$/[O III]$\mathbf{\lambda 5007}$高比值的可能物理含义
星系天体物理
2022-09-28 v3
摘要
我们对三个光谱确认的红移星系的静止帧光学发射线比值进行了详细分析。这些星系在詹姆斯·韦伯空间望远镜(JWST)早期释放观测场SMACS J0723.37327中被证认。通过将这些星系的巴耳末线与氧线比值与各种低红移“类似”星族（如Green Peas、Blueberries等）定量比较，我们表明没有任何单一类似星族能涵盖在观测到的三个星系线比值的多样性。我们发现红移的S06355与的S10612类似于本地Green Peas和Blueberries。相反，红移的S04590似乎与另外两个星系显著不同，最类似于本地宇宙中极低金属丰度系统。或许S04590中最引人注目的光谱特征是反常高的[O III] /[O III] 比值（RO3）为（消光修正后为），意味着极高电子温度 K或气体密度。观测线比值表明该星系不太可能承载AGN。利用光致电离建模，我们表明在年轻、低金属丰度恒星星族之外加入大质量X射线双星或高宇宙线背景，可提供解释观测高RO3所需的额外加热，同时与其他观测线比值一致。我们的模型是准确刻画极高红移处光致电离与加热主导源的第一步，表明当我们向再电离纪元更深处探测时，非热过程可能变得重要。
引用
@article{arxiv.2207.13693,
title = {First Insights into the ISM at $z>8$ with JWST: Possible Physical Implications of a High [O III]$\mathbf{\lambda 4363}$/[O III]$\mathbf{\lambda 5007}$},
author = {Harley Katz and Aayush Saxena and Alex J. Cameron and Stefano Carniani and Andrew J. Bunker and Santiago Arribas and Rachana Bhatawdekar and Rebecca A. A. Bowler and Kristan N. K. Boyett and Giovanni Cresci and Emma Curtis-Lake and Francesco D'Eugenio and Nimisha Kumari and Tobias J. Looser and Roberto Maiolino and Hannah Ubler and Chris Willott and Joris Witstok},
journal= {arXiv preprint arXiv:2207.13693},
year = {2022}
}
备注
12 Pages, 4 Figures, Accepted by MNRAS