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$\texttt{geko}$:用于 JWST/NIRCam 狭缝无光谱观测中建模星系运动学与形貌的工具

星系天体物理 2025-10-10 v1

摘要

宽场狭缝无光谱(WFSS)是研究星系在宇宙时代中大规模样本的强大工具。随着 JWST 到来及其 NIRCAM 光谱模式,狭缝无光谱可达到约 R1600R\sim 1600 的中等光谱分辨率,允许其在 z9z\sim 9 处对离子化气体运动学进行空间分辨。然而,运动学信息在色散轴上与形貌共轭,这种退化性必须被建模才能恢复内在属性。我们提出了基于 S\'ersic 表面亮度模型和 arctangent 旋转曲线的 Grism Emission-line Kinematics tOol(geko\texttt{geko}),其在贝叶斯框架内正向建模 NIRCAM 光谱观测并推断发射线形貌与运动学。geko\texttt{geko} 结合了全像素点扩散函数(PSF)和线扩散函数(LSF)卷积,并利用 jax\texttt{jax}/numpyro\texttt{numpyro} 的梯度采样实现高效推断。它能够恢复有效半径、色散速度、旋转速度、旋转支撑和动力学质量等参数,单个星系的典型运行时间约为 \sim20 分钟。我们使用广泛覆盖位置角、信噪比和形貌的大量模拟数据进行验证,量化了哪些情况下退化性限制了恢复。最后,我们展示了应用于 z46z\approx 4-6 的 FRESCO Hα\alpha 发射体的实际应用,成功恢复了旋转主导和色散主导的系统。geko\texttt{geko} 为早期宇宙中星系动力学的统计研究开辟了道路,并已公开发布于 https://github.com/angelicalola-danhaive/geko。

关键词

引用

@article{arxiv.2510.07369,
  title  = {$\texttt{geko}$: A tool for modelling galaxy kinematics and morphology in JWST/NIRCam slitless spectroscopic observations},
  author = {A. Lola Danhaive and Sandro Tacchella},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2510.07369},
  year   = {2025}
}

备注

14 pages, 11 figures, 1 table, submitted to MNRAS