JWST 观察 z~4 星系的组装过程

我们 presented JWST 对射电星系 TGSSJ1530+1049 的观测，该星系已在 $z=4.0$ 处光谱确认。NIRCam 图像和 NIRSpec/IFU 光谱（R=2700）显示，TGSSJ1530+1049 位于已知最密集的连续光和线发射天体结构之一中。NIRCam 图像显示多个明确的连续光天体及其弱散射发射的证据，NIRSpec IFU 立方体揭示了进一步的强线发射区域。我们识别出 6 个连续光源和 4 个额外的强 H$\alpha$ 发射源，其在连续光中表现较弱或无连续光。通过与高分辨率射电数据的空间对齐及发射线轮廓，清晰地识别出射电 AGN 宿主星系。亮的 H$\alpha$ 发射（但不包括光学成分）沿射电轴呈异常线性分布，提示中央被遮蔽的 AGN 产生了双锥式照明区域。发射线动力学学显示射电-气体在数千光年尺度上发生相互作用。然而，由于较大的相对速度和连续光的存在，射电结构的对齐至少部分是由特定的相互作用星系配置造成的。在投影面积为 $10\times10$ (kpc$^2$) 的区域内，至少有 4 个对象具有高星质量（$\log(M_*/M_\odot)>10.3$）和星系形成速率在 $70-163\,M_\odot$ yr$^{-1}$ 范围内。基于星质量的分析，我们预测该系统的暗物质星系质量约为 $10^{13}\,M_\odot$。根据星系间的物理分离和速度差异，预计这些星系将在数十亿年内合并形成一个巨型星系。该系统定性上类似于宇宙模拟中通过快速连续合并形成最亮星系团子（BCG）的过程。