$z>{\sim}12$ JWST 星系对高红移星系形成的启示

利用半解析星系形成模型，我们研究了最近发现的 8 个 $z>{\sim}12$ 处 JWST 星系的类似体。我们从一个体积为 $(311{\rm cMpc})^3$、有效粒子数为 $10^{12}$ 的宇宙学模拟中选取类似体，该模拟能分辨 $z{\le}20$ 处每个原子冷却星系。我们调整模型参数以重现 $5{<}z{<}13$ 处观测到的 UV 光度函数，旨在获得统计上具代表性的高红移星系模拟目录。利用前向建模的 JWST 测光，我们从该目录中识别类似体，并研究其性质以及可能的演化路径和局部环境。我们发现暗弱的 JWST 星系（$M_{\rm UV}>{\sim}-19.5$）与标准星系形成模型一致，且我们的基准目录中包含大量其类似体。这些类似体的性质与常规 SED 拟合结果大体一致，只是由于演化的 UV 光度函数而具有系统更低的红移，且因我们模型中更爆发的恒星形成历史而具有更高的比恒星形成率。另一方面，对于观测到的 $z{\sim}12$ 星系，只能识别出极少数亮星系类似体。此外，为重现 $z>{\sim}16$ 的 JWST 星系候选体，相对于低红移种群的模型，必须提高恒星形成效率并减弱反馈调节。这表明首批星系中的恒星形成可能与其低红移对应体显著不同。我们还发现这些候选体存在低红移污染，这在我们基准结果中表现为 $z{\sim}5$ 处的尘埃或宁静星系。