星云主导星系：对高红移恒星初始质量函数的启示

我们证认出一个低金属丰度（$12+\log({\rm O}/{\rm H})=7.59$）、红移 $z=5.943$ 的 Ly$\alpha$ 发射星系，其具有源于星云连续谱的强 Balmer 跳跃证据。尽管 Balmer 跳跃在低红移恒星形成星系中时有观测，该星系还展现出 UV 连续谱的陡峭转折。此类转折通常归因于阻尼 Ly$\alpha$ 系统（DLA）的吸收；然而，转折的形状与高观测 Ly$\alpha$ 逃逸分数（$f_{\rm esc,Ly\alpha}~\sim27\%$）也与强星云双光子连续谱发射一致。用 DLA 对 UV 转折建模需要极端柱密度（$N_{\rm HI}>10^{23}$ cm$^{-2}$），且同时解释高 $f_{\rm esc,Ly\alpha}$ 需要精细调谐的几何结构。相反，将光谱建模为以星云为主可良好拟合连续谱与发射线，支持了以下情形：(a) 我们仅观测到星云发射，或 (b) 电离源驱动了压倒恒星发射的极端星云发射。若电离源在比复合时标（$\sim$1,000 yr）更近的时间内“关闭”，则可能出现纯星云情形，因此我们可能在该天体极特定的时刻捕捉到它。或者，有效温度 $T_{\rm eff}\gtrsim10^5$ K 的热星（如 Wolf-Rayet 星或低金属丰度大质量星）产生足够电离光子使双光子发射可见。尽管文献中若干恒星 SED 能良好拟合观测光谱，热星情形要求 $\gtrsim50~{\rm M}_\odot$ 恒星相对于 $\sim5-50~{\rm M}_\odot$ 恒星的数量显著高于典型恒星初始质量函数（IMF）的预测。证认更多具相似光谱的星系或可为高红移 top-heavy IMF 提供证据。