宇宙黎明时期年轻星系盘中的快速杆状星系组装

詹姆斯·韦伯太空站（JWST）的最新观测正在揭示宇宙大爆炸后前千年范围内星系具有意想不到的形态多样性，包括结构成熟度——此前认为其在更晚的时期才会出现——的迹象。这些发现提出了关于星系形态学中已知结构组件（如杆状星系和盘状星系）首次出现的基本问题。然而，直接在 z > 6 时期识别和分辨此类结构仍具有挑战，由于空间分辨率和灵敏度有限。本文我们对 190 个 z >= 6 星系进行清晰而稳健的形态学分析，证明在这一早期时期杆状星系和盘状星系组件已开始出现。通过多分量光度轮廓拟合，我们对其中 20 个星系进行建模，包含内部球状（Sersic）组件和底部的指数盘。这些系统表现出高杆总光比 (~0.47) 和中心恒星质量面积密度 (~2.82×10^8 M_sun kpc^{-2})——这些数值接近于附近静止星系的值。结合其强烈的中心星际形成率面积密度 (~1.26×10^1 M_sun yr^{-1} kpc^{-2})，我们的结果表明在这些年轻星系中迅速构建了内部恒星质量和杆状星系组装。我们提出，这些早期杆盘星系是观察于较低红移处的大质量星际形成和静止系统的祖先。它们的后续演化可能通过盘增长、压缩、淬灭或杆盘共演化等物理过程进行，由内部动力学和外部相互作用驱动。