由爆发式恒星形成引起的$z=4-8$星系的微型熄火

最近JWST/NIRSpec报道发现了一颗低质量$z=5.2$和一颗中等质量$z=7.3$的熄火星系，这是$z\approx 5$以上恒星形成停止的首个证据。本文利用四种星系形成模型：周期盒模拟IllustrisTNG、zoom-in模拟VELA和FirstLight以及经验晕模型，展示了$z=4-8$的爆发式恒星形成如何在$M_{\star} = 10^7-10^9 \ M_{\odot}$质量范围内产生暂时熄火或微型熄火星系。微型熄火的主因是恒星反馈、星系气体吸积缺乏以及星系-星系相互作用。（微型）熄火星系的丰度在各模型间一致：该种群最早出现于$z\approx 8$以下，其后比例随宇宙时间增加，从$z=7$时的$\sim 0.5-1.0$%增至$z=4$时的$\sim 2-4$%，对应共动数密度分别为$\sim 10^{-5}$ Mpc$^{-3}$和$\sim 10^{-3}$ Mpc$^{-3}$。这些数字与VELA和FirstLight星系推断的恒星形成率占空比一致。其恒星形成历史（SFHs）表明，$z=4-8$的微型熄火短暂，持续$\sim 20-40$ Myr，接近内晕的自由下落时标。然而，IllustrisTNG和VELA中微型熄火星系的模拟光谱能量分布与JADES-GS-z7-01-QU测光不匹配，除非将其SFHs人为改为在$\sim 40$ Myr时标上更爆发。研究微型熄火星系或有助于校准支配星系形成的子网格模型，因其可能无法产生足够高红移的爆发性以解释JADES-GS-z7-01-QU推断的SFH。