高红移星系中富氮天体的本质

最近的 JWST 观测揭示了一批高红移星系 ($z\gtrsim5$) 显示意外强烈的紫外（UV）氮发射线的现象。这强烈的 N III] 和 N IV] 特征暗示这些低金属星系 ($12+\log(\mathrm{O/H}) \lesssim 8.2$) 中的氮/氧比率 (N/O) 可达 $-0.8 \lesssim \log(\mathrm{N/O}) \lesssim 0.4$，而本地价值为 $\log(\mathrm{N/O})\approx-1.5$。如果这些结果被确认，将挑战现有的核合成和星系演化模型。然而，活跃星系核（AGN）的存在可能影响光谱诊断，此前的研究常基于本地 N/O 比值进行光致模型排除 AGN 干扰。本文我们将氮增强的 AGN 和 H II 区模型与八个高红移星系的观测光谱进行比较，以同时约束其氮丰度、激发来源、气相金属丰度、电离参数和气体压力。我们发现七个星系（GHZ9、GS 3073、GN-z9p4、CEERS-1019、GHZ2、GN-z11 和 GS-z9-0）最适合用氮增强的 AGN 模型解释，而 RXCJ2248-ID 则最符合氮增强的 H II 模型。AGN 的存在对推导出的 N/O 比率影响不大（$\lesssim0.1$ dex）。我们还发现等效宽度（EW）基于的图谱是区分 AGN 和星形成星系最可靠的 UV 诊断图，适用于氮丰度变化的情况。所有氮增强星系具有中到高气体压力 ($7.0\leq\log (P/k)\leq9.8$) 和高电离参数 ($\log(U)\gtrsim-2.0$)，表明其环境致密且致缩。我们建议包含伍尔-林塞特星和质子星的超星系簇是这些星系富氮最可能的贡献者。