Keck 光谱研究 3<z<7 暗弱莱曼断裂星系：星云发射线在理解比恒星形成率和恒星质量密度中的重要性

从 z>3 星系 SED 推断出的物理性质深刻影响了我们对早期星系形成及星系在宇宙再电离中作用的理解。其中早期恒星质量密度尤为重要，它代表了早期恒星形成的积分。迄今已报告的测量结果引出的一个重要谜题是，比恒星形成率（sSFR）的演化速度远低于大多数理论模型的预期。然而，支持这些结果的观测仍然存在很大的不确定性，部分原因是静止光学宽带光可能受到强星云发射线的污染。为了量化星云发射对宽带通量的贡献，我们研究了红移范围 3.8<z<5.0 内 92 个光谱确认星系的 SED，选择该红移范围是因为 H-alpha 谱线位于 Spitzer/IRAC 3.6 um 滤镜内。我们证明 3.6 um 通量系统性地高于通过使用星族合成模型拟合 SED 推导出的恒星连续谱预期通量。在 3.1<z<3.6 的对照样本中未观察到这种超出现象，该样本中 IRAC 滤镜没有星云污染。根据 3.6 um 通量超出量的分布，我们推导出 H-alpha 等效宽度（EW）分布。我们在 3.8<z<5.0 处推断的平均静止系 H-alpha EW（270 A）表明，星云发射贡献了至少 30% 的 3.6 um 通量。通过我们经验推导的 EW 分布，我们校正了可用的恒星质量密度，并表明 sSFR 在 z>4 处的演化比以前认为的更快，支持在 z~2 和 7 之间高达 5 倍的增长。这种趋势更接近理论预期。鉴于我们的发现，我们讨论了在詹姆斯·韦伯空间望远镜发射前定量验证星云发射线强度的前景。