本地群作为时间机器：用近邻星系研究高红移宇宙

我们通过结合恒星种群合成建模与源自哈勃空间望远镜（HST）观测构建的深颜色-星等图得出的恒星形成历史，推断本地群星系在早期宇宙时间（$z \sim 2$ 和 $z \sim 7$）的 UV 光度。我们的分析为在非常低红移宇宙中熟悉、研究充分的对象背景下理解高 $z$ 星系——包括那些即使用詹姆斯·韦伯空间望远镜（JWST）也可能不可观测的星系——提供了基础。我们发现，在再电离时期，所有本地群矮星系都比在空白场深 HST 观测中可探测到的最暗星系更暗。我们预测 JWST 将观测到 $z \sim 7$ 的与当今大麦哲伦云类似星系的祖代；然而，HST 前沿场计划可能已经在观测此类星系，突出了引力透镜的力量。共识再电离模型要求将 $z \approx 7$ 处观测到的空白场光度函数外推至少两个数量级以维持再电离。该情景要求 Fornax 和 Sagittarius 矮椭球星系的祖代在 $z \sim 7$ 时对电离背景有贡献。结合数值模拟，我们的结果主张 UV 光度函数从 $M_{\rm UV} < -13$ 处的暗端斜率 $\alpha \sim -2$ 到较低光度处的 $\alpha \sim -1.2$ 出现断裂。应用于较低红移处的测光样本，我们的分析表明 $z \sim 2$ 处透镜场中的 HST 观测能够探测光度可与 Fornax 预期祖代相比的星系。