合并系统Gz9p3中空间分辨的金属丰度与离子化程度

研究高红移星系中的星际介质(ISM)对于理解早期星系组装、星形成以及黑洞生长至关重要，这些过程在层级$\Lambda$CDM模型中得到预测。深层成像和利用JWST进行空间分辨光谱学，使我们能够获得对这些过程的前所未有的洞见，即使是复仪时代的星系亦如此。我们对合并星系Gz9p3进行NIRSpec和MIRI积分场光谱学及MIRI成像，涵盖紫外和可见光剩余波段，显示连续光谱呈现不规则形态，同时覆盖整个星系的线发射，范围达5 kpc，从中心簇到尾部区域。我们分析了整合光谱以及不同光圈，允许对该星系 ionized ISM进行空间分辨表征。我们将我们的测量结果与存档NIRCam成像和ALMA数据进行比较。我们测得总星形成率为$13.4 \pm 1.8 M_\odot$ yr$^{-1}$，金属丰度为$12+\log(\mathrm{O}/\mathrm{H}) = 7.84 \pm 0.05$，$\xi_{ion}$=$25.4 \pm 0.1$ erg$^{-1}$ Hz，以及综合光谱的脉动参数为$0.9 \pm 0.1$。我们发现这些参数在中心簇和尾部区域之间存在显著的空间差异。光学$[\mathrm{OIII}]$发射在主星系中峰值，远红外$[\mathrm{OIII}]$发射则向尾部方向峰值，表明尾部和主星系中ISM的物理条件不同。本研究呈现了在$z>9$的星系中进行空间分辨ISM分析，揭示了 nebular 线发射以及星形成、金属丰度、物理条件和离子化效率的强烈空间变化。结果表明尾部发生了近期、金属贫乏的 starburst，同时中心簇较为成熟、富含金属，显示出极端激发迹象。这体现了在复仪时代星系中进行空间分辨JWST光谱的强大能力。