时光倒流：推断八点钟弧的历史

我们展示了对紫外明亮、红移z=2.73的星系——八点钟弧——进行光学和近红外光谱研究的结果。由于引力透镜效应，该星系被放大超过10倍，从而能够进行通常在此类红移下不可行的深度测量。在光学光谱中，我们利用恒星光球谱线测量了该星系的系统红移z=2.7322±0.0012。这与星际介质中吸收线的红移z=2.7302±0.0006不同，意味着存在约160 km/s的气体外流。利用H波段和K波段近红外光谱，我们测量了Hα、Hβ、Hγ、[N II]和[O III]的星云发射线，其红移为z=2.7333±0.0001，与推导出的系统红移一致。通过巴耳末减缩，我们测得尘埃消光为A_5500=1.17±0.36星等。对Hα进行尘埃消光和假设的透镜因子校正后，我们测得其恒星形成率约为270 M☉/年，这高于约85%的z~2-3恒星形成星系。利用所有探测到的发射线的组合，我们发现八点钟弧的气相金属丰度约为0.8 Z☉，表明高红移下的富集并不罕见，即使在蓝色的恒星形成星系中也是如此。通过分别研究弧的两个分量的光谱，我们发现其中一个分量主导了尘埃消光和恒星形成率，尽管两个分量之间的金属丰度相似。我们通过星族建模推导出质量，发现该弧的总恒星质量约为4×10^11 M☉，落在z~2的质量-金属丰度关系上。最后，我们估算了总气体质量，发现其仅为恒星质量的约12%，表明八点钟弧可能正接近一次星暴的末期。