AURORA 调查：高红移多相电子密度的演化

我们呈现了对深度JWST/NIRSpec 光谱中z≈1.4-10 星形成星系的分析，这些星系作为AURORA 调查的一部分被观察。我们推断出在红移z=2.3、z=3.2和z=5.3 处的中位数低电离电子密度分别为$268_{-49}^{+45}~\rm cm^{-3}$、$350_{-76}^{+140}~\rm cm^{-3}$和$480_{-310}^{+390}~\rm cm^{-3}$，揭示了遵循$(1+z)^{1.5±0.6}$的演化趋势。我们识别出电子密度与星际形成率(SFR)以及SFR 表面密度之间存在弱正相关，但与星质量或specific SFR 无显著趋势。光学发射线比率的相关性显示，随着[NeIII]λ3869/[OII]λ3727 和潜在的[OIII]λ5007/[OII]λ3727 增加而增大，尽管尘埃衰减的差异 complicates 后者。此外，电子密度与距离BPT 序列的距离更强烈地相关，超出简单光子离 ionized 模型的解释。我们进一步从CIII] 双峰中推导出电子密度，发现中位数值为$1.4_{-0.5}^{+0.7}\times10^4~\rm cm^{-3}$，约为[SII] 推断密度的30倍。此比较表明，跨越宇宙时间尺度的HII 区域结构是一致的——由密集、高电离的内部包围着较稀疏、低电离的外部气体。我们将AURORA 星系的测量值与SPHINX 星系形成模型的预测进行比较，突出了年轻星系中残余分子云压强与恒星风和超新星反馈之间的相互作用，随着星系成熟而发挥作用。