来自 JWST 高级深空河外星系巡天的 $z \gtrsim 9$ 星系紫外光度函数：对早期星系演化与再电离的启示

高红移紫外光度函数为早期星系的演化提供了重要启示。JWST 在 $z\gtrsim10$ 处揭示了一个出乎意料的大规模亮星系（$M_\mathrm{UV} \lesssim -20$）族群，这意味着在越来越早的时期星系的恒星形成性质发生了根本性变化。然而，约束较暗的星系族群（$M_\mathrm{UV} \gtrsim -18$）一直更具挑战性。在本工作中，我们给出了基于 JWST 高级深空河外星系巡天的 $z\gtrsim9$ 紫外光度函数。我们根据数百个 $z\gtrsim9$ 星系候选者计算了紫外光度函数，这些候选者在 $z\sim9-12$（309 个候选者）和 $z\sim12-16$（63 个候选者）的红移分箱中达到了 $M_\mathrm{UV}\sim-17$ 的紫外光度。我们在 $z\sim16-22.5$ 处搜寻候选者，但未发现任何候选者。我们还利用 $z\sim12-16$ 样本中 $z\geq14$ 的子集估算了 $z\sim14-16$ 的光度函数。与其他测量结果一致，我们发现亮星系过剩，这与许多理论模型存在矛盾，尤其是在 $z\gtrsim12$ 处。然而，我们也在 $-18\lesssim M_\mathrm{UV} \lesssim-17$ 处发现了高数密度，表明除了亮星系外，暗星系族群也比预期的更为庞大。根据我们对光度函数的参数拟合，我们发现了陡峭的暗端斜率 $-2.5\lesssim\alpha\lesssim-2.3$，表明存在庞大的暗星系（$M_\mathrm{UV} \gtrsim -17$）族群。综合来看，光度函数的高归一化和陡峭暗端斜率可能意味着再电离过程早在 $z=10$ 时就已显著进行。