亚毫米星系作为致密宁静星系的前身

大爆炸后三十亿年（红移 z=2 处），半数最庞大的星系已是年老、宁静的系统，几乎没有残余的恒星形成活动，且极其致密，其恒星质量密度至少比低红移椭圆星系（它们的后代）大一个数量级。关于它们如何形成，人们所知甚少，但它们演化充分、致密的星族表明，它们形成于 1-2 Gyr 更早（3<z<6 时）的剧烈、致密星暴中。模拟显示，富含气体的大合并能引发此类星暴，并产生致密的遗迹。亚毫米选源星系（SMGs）是剧烈、富含气体的星暴的典型例子。利用一个新的、有代表性的 z=2 处致密宁静星系光谱样本和一个统计上理解充分的 SMG 样本，我们表明 z=3-6 的 SMG 与作为 z=2 宁静星系的前身相符，匹配它们的形成红移以及大小、恒星质量和内部速度的分布。假设存在演化联系，若 SMG 星暴的平均占空比为 42 (+40/-29) Myr（与独立估计一致），它们的空间密度也相匹配，这表明这些大质量星系中的大部分恒星形成于一次主要的、早期的恒星形成爆发。这些结果描绘了一幅关于宇宙中最庞大星系形成历史的连贯图景：从它们最初的剧烈恒星形成爆发，到它们以高恒星密度星系核心的面貌出现，直至最终成为巨椭圆星系。