高红移星系光谱的解释：H_gamma/H_beta 过量现象

M. Contini

高红移星系光谱的解释：H_gamma/H_beta 过量现象

星系天体物理 2026-05-21 v1

作者: M. Contini

摘要

现已通过 JWST/NIRSpec（詹姆斯·韦伯太空望远镜近红外光谱仪）在 SMACS0723 早期观测中获得的宇宙黎明光谱数据。不同团队的分析表明，氧金属浓度极差甚至极低（log(O/H)+12 < 8.0），这是原始星系的典型特征。在本工作中，我们对 2.16 <= z <= 8.68 红移范围内天体的光谱进行了新的建模，包括最近在 2-9 红移范围内校正后的光谱。模型考虑了光离子化和冲击过程。我们的目标是通过在低红移天体中搜索原始星系的残余物，来识别与本地星系的相似性与差异性。我们分析了选取的发射线比值与元素丰度及物理参数之间的关系。我们发现，宇宙黎明星系内部的气体云的预冲击密度至少是本地星系的 100 倍，但与 0.005 < z < 0.05 范围内本地金属贫乏星系的计算结果相当。氧金属浓度 log(O/H)+12 和氦神金属浓度 log(Ne/H)+12 分别位于 7.9 到 8.55 之间，7.0 到 7.48 之间。未校正的观测 Hg/Hb 线比值大多数大于 0.5，表明发射气体温度较高（>10^5 K）。高红移星系光谱与 0.005 < z < 0.05 范围内本地金属贫乏星系的光谱之间存在明显的亲和性。然而，为了再现每个光谱中所有观测到的线比值——包括 Hg/Hb 值可达约 0.8 的情况——在 pluri-cloud 模型中添加了云片碎片的发射。我们建议，靠近原始星系的碎片在 z > 6 和 z < 0.05 之间发生的事件导致其被毁灭，而某些原始星系的云残余则存活下来，现被发现位于 0.005 < z < 0.05 的环境中。

引用

@article{arxiv.2605.20931,
  title  = {Interpretations of galaxy spectra at high redshift. \ The H_gamma/H_beta excess},
  author = {M. Contini},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2605.20931},
  year   = {2026}
}

备注

13 pages, 6 figures, accepted for publication in A&A

高红移星系光谱的解释：H_gamma/H_beta 过量现象

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