JWST 与 Waz Arc I：在红移 5 的后暗物质星系中解析物理条件

我们报告了 NIRSpec/IFS 对一颗以红移 $z=5.04$（约等于重化后期）观测到的、被引力透镜放大约 $\mu\sim90$ 的、以瞬时 UV 亮且质量约为 $M_* \sim 10^{10}$ M$_\odot$（$z_{AB}=20.5$）的星系的观测结果。通过 JWST 高保真地获取该星系的瞬时 UV 与光谱，我们将其归类为后暗物质星系——由于弱/不存在的发射线和强烈的吸收特征，这是一个以 UV 亮但显著抑制星际活动为特征的新型星系实例。以中位 $E(B-V)=0.44\pm0.14$，我们确认该弧中存在星际吸收，包括巴尔哈尔线和 MgII 双线，提示以 A 星（可能包括 B 星）为主的旧星团。利用 rest-optical 强发射线的空间分辨图，我们发现该弧呈现出不均匀的 nebular 金属分布，可能暗示不同的富集过程。以中位 lensing 校正后 H$\alpha$ 星形成率为 $SFR_{H\alpha} = 0.024 \pm 0.001$ M$_\odot$ yr$^{-1}$，我们在最“星形成”的团块中发现较低的电离度（$\log_{10}U \sim -3.2$）、较低的 nebular 金属度（$12+\log_{10}$O/H \lesssim$8.3），并见证更高的密度，暗示可能有更原始（低金属度）气体最近流入该星系。调查 H$\beta$未被探测的区域，我们首次在$z>5$ 处发现扩散电离气 (DIG) 的迹象。将 DIG 与 HII 区在星系内分离的工作在较低红移处已被证明，而此类空间分辨能力正是通过引力透镜实现的，为宇宙黎明时期的最小尺度研究提供了巨大的潜力。