VIMOS 超深巡天：走出黑暗，$z\sim4.57$ 处的一个大质量原星系团

利用 VIMOS 超深巡天 (VUDS) 获取的光谱观测数据，我们报告发现了 PCl J1001+0220，这是一个位于 COSMOS 天区、红移 $z_{spec}\sim4.57$ 的大质量原星系团。该原星系团最初是在 VUDS 对早期宇宙 ($2<z<6$) 进行的盲光谱巡天中，作为典型星形成星系的一个 $\sim12\sigma$ 过密度被探测到的。随后，利用一种新开发的技术对其进行了测绘，该技术统计性地结合了光谱红移和光度红移，后者源自近期汇编的多波段深度成像数据。通过各种方法估算，PCl J1001+0220 的后代晕质量约为 $\log(M_{h}/M_{\odot})_{z=0}\sim14.5-15$，表明在 $z\sim4.57$ 时已有大量质量就位。在原星系团内发现了年老且大质量星系比例超出的初步证据，这一观测结果表明剧烈恒星形成的普遍早期 onset。无论是通过静止帧紫外方法，还是通过叠加极深度的 Very Large Array 3 GHz 成像，均未发现成员星系与匹配的同期场星系在恒星形成率方面存在差异的证据。此外，未观测到普遍的强活动星系核 (AGN) 活动证据。对 Hubble Space Telescope 图像的分析提供了原星系团内星系 - 星系相互作用发生率升高的微弱证据。比较了两个样本的光谱性质，发现相对于同期场星系 ($f_{esc,Ly\alpha}=4.0^{+1.0}_{-0.8}$%)，平均成员星系的 Ly$\alpha$ 发射受到明确抑制 ($f_{esc,Ly\alpha}=1.8^{+0.3}_{-1.7}$%)。这一观测结果以及其他证据线使我们推断，原星系团环境中可能存在一个巨大、寒冷的弥散介质，类似于初生的星系团内介质。