宇宙历史中银河薄盘与厚盘的涌现

当代盘状星系常呈现明显的薄盘与厚盘结构。两者形成机制及其起始时间仍是开放问题。为回答这些问题，我们从旗舰级 JWST 项目中筛选边缘观测星系，研究其近红外波段下盘结构。首次在宇宙距离上识别厚薄盘，追溯至 100 多亿年前，并考察其分解结构属性。我们将星系分为需要两种（即薄盘与厚盘）以及仅适合单盘的类别。盘的径向尺寸与垂直高度与总星系质量和/或盘质量强相关，独立于宇宙时间。厚盘的结构类似于单盘星系中发现的盘，表明星系首先形成厚盘，随后形成嵌入其中的薄盘。从单盘向双盘的转变在高质量星系（$10^{9.75} - 10^{11}M_\odot$）约 80 亿年前发生，而在低质量星系（$10^{9.0} - 10^{9.75}M_\odot$）则在约 40 亿年前发生，表明顺序形成以“downsizing”方式进行。Toomre $Q$ 调节的盘状形成可解释低质量星系中薄盘延迟形成的现象，导致厚薄盘质量比与总星系质量呈反相关。尽管存在顺序形成，但观测表明厚盘可能持续与薄盘一起构建质量。