利用JWST识别约$z=9$处恒星形成的随机性向长期性转变

早期（6$<z<$12）星系的恒星形成历史（SFH）在模拟与观测中均被发现具有高度随机性，而在$z\lesssim$6时，恒星形成星系主序（MS）的存在暗示着长期性过程在起作用。本工作中，我们旨在刻画早期星系SFH变异性与其恒星质量及红移的关系。我们使用JADES公开星表，借助光谱能量分布建模代码CIGALE推导星系的物理性质及其SFH。为此，我们采用具有平坦先验的非参数SFH，以允许尽可能大的随机性。我们利用SFR梯度——一个与星系近期SFH相关的、表征星系在SFR-$M_\ast$平面上运动的指标。这种关于SFR与恒星质量关系的动力学研究方法使我们能够表明：在$z>9$时，87%的大质量星系（$\log(M_\ast/M_\odot)\gtrsim$9）其SFR梯度与过去100 Myr内的随机恒星形成活动一致，而该比例在$z<7$时降至15%。另一方面，我们看到随着宇宙时间推移，在SFR-$M_\ast$平面上沿共同流进行恒星形成活动的星系比例不断上升，表明一种长期性恒星形成模式正在浮现。我们将结果置于$z\gtrsim10$处由UV光度函数探测到的UV辐射超出背景中，通过估算UV绝对星等分布的弥散$\sigma_{UV}$约为1.2mag，并与文献中的预言进行比较。总之，我们发现约$z\sim9$处发生恒星形成模式的转变：具有随机SFH的星系在$z\gtrsim9$占主导，尽管此种随机性程度过低，不足以达到近期模型为重现观测UV光度函数所援引的水平。