探测 first 十亿年内星系随机星形成活动的 JWST
摘要
本文旨在表征高红移星系星形成历史 (SFH) 的波动程度及其演化。我们在 CIGALE 中实现了基于 PSD 的随机 SFH 模型，以估计 6<z<12 星系星形成的波动程度。我们发现，具有高波动程度的 SFH 能更好地复现 z>6 星系的光谱能量分布 (SED)，而平滑假设在处理波动星形成活动的星系时会引入偏差。所采用的随机波动程度还会影响对星系物理属性（包括主序列）约束的影响。通过依次假设不同的波动程度，我们对 JADES 样本中每个 6<z<12 星系进行 Bayes 因子分析，确定最合适的 SFH。根据波动程度对星系进行分类，并将相应的物理属性关联到每个类别。对于质量为 8.8< logM*/Msun<9.5 的星系，波动星系的比例在 z~6 至 z~12 之间从 0.38+/-0.08 提升至 0.77+/-0.2。在所有红移范围内，低质量星系中仅有 <20% 被归类为波动星系；尽管如此，这一估计不确定性较大，因为星系太暗导致信噪比低。对于波动星系，log10(SFR10/SFR100) 比率这一星形成波动指标随红移变化，但拥有高 log10(SFR10/SFR100) 的星系比例在 z~6 至 z~9 之间从 0.28+/-0.06 稍增至 0.38+/-0.11。我们还加入了对 sigmaUV（紫外光星系亮度分布色散）和 SFE（形成效率）的额外约束，分别找到最大值为 0.72+/-0.02 玻尔文单位和 0.06+/-0.01。这表明单独的因素并非导致 z>10 处 UVLF 弱演化的唯一原因。我们的结果进一步证据表明，其他机制与之结合更可能导致高红移 UVLF 的形成。该随机 SFH 模块已作为 CIGALE 版本 2025.1 的公共模块发布。
引用
@article{arxiv.2507.13160,
title = {Stochastic star formation activity of galaxies within the first billion years probed by JWST},
author = {C. Carvajal-Bohorquez and L. Ciesla and N. Laporte and M. Boquien and V. Buat and O. Ilbert and G. Aufort and M. Shuntov and C. Witten and P. A. Oesch and A. Covelo-Paz},
journal= {arXiv preprint arXiv:2507.13160},
year = {2026}
}
备注
Accepted for publication in A&A. See https://cigale.lam.fr/2025/10/06/version-2025-1/ for the stochastic SFH!