JWST 在 z~5 处捕捉到的大质量星系形成过程

我们报告在 JWST/CEERS 巡天覆盖的 EGS 天区中发现了一个位于 z~5.2 的致密星系群 CGG-z5。CGG-z5 是近期 JWST 公开巡天中在 z>2 处选出的最高星系过密度区域，由六个候选成员组成，分布在 $1.5"\times3"$ (10$\times$20~kpc$^2$) 的投影面积内。所有群成员均为 HST/F435W 和 HST/F606W 波段缺失源，但在 JWST/NIRCam 波段被可靠探测到，从而获得了范围很窄的可靠测光红移 $5.0<z<5.3$。该群中质量最大的星系具有约 log$(M_{*}/M_{\odot})\approx9.8$ 的恒星质量，其余为低质量卫星星系 (log$(M_{*}/M_{\odot})\approx8.4-9.2$)。虽然有几个群成员已在 HST 和 IRAC 波段被探测到，但其低恒星质量和结构的致密性需要 JWST 的灵敏度和分辨率才能识别。为评估 CGG-z5 的性质和演化路径，我们在 \textsc{Eagle} 模拟中搜索了类似的致密结构，并追踪了它们随时间的演化。我们发现，所有识别出的结构在 z=3 时合并成一个星系，并在 z~1 时形成一个质量星系 (log$(M_{*}/M_{\odot})>11$)。这意味着 CGG-z5 可能是一个在大质量星系形成的短暂阶段被捕捉到的“原大质量星系”。