核心概念
本文利用詹姆斯·韋伯太空望遠鏡對一個z=6.61的類星體J0305−3150周圍環境進行了觀測,發現了一個延伸超過10 cMpc的原星系團結構,並探討了該結構中星系形成的特性。
摘要
文献信息
Champagne, J. B., Wang, F., Zhang, H., et al. (2024). ASPIRE巡天中z=6.6處的類星體-原星系團:I. 10 Mpc超密度結構中[OIII]發射體的特性. ApJ, (待提交).
研究目標
本研究旨在利用詹姆斯·韋伯太空望遠鏡(JWST)的觀測數據,探究早期宇宙中一個z=6.61的類星體J0305−3150周圍環境的星系分佈和特性,以確定其是否為一個原星系團結構。
研究方法
研究人員利用JWST的NIRCam儀器對J0305−3150進行了廣視野無縫光譜觀測和多波段成像。通過分析F356W濾鏡下的光譜數據,他們識別了[OIII]+Hβ發射線,並確定了124個發射體的紅移。結合已有的HST觀測數據,他們構建了星系樣本,並分析了其空間分佈、光度函數和[OIII]+Hβ等值寬度分佈等特性。
主要發現
- 在J0305−3150周圍發現了一個延伸超過10 cMpc的原星系團結構,其星系密度比預期高出一個數量級。
- 原星系團中的星系[OIII]光度函數在暗端出現下降,表明可能存在大量恆星形成活動較弱的星系。
- 原星系團中星系的[OIII]+Hβ等值寬度分佈偏低,暗示其恆星形成歷史可能比場星系更早。
主要結論
本研究證實了早期宇宙中存在延伸超過10 cMpc的原星系團結構,並發現其星系形成活動可能受到環境因素的影響。
研究意義
本研究為理解早期宇宙中星系和星系團的形成提供了重要線索,並突出了JWST在研究早期宇宙結構形成方面的強大能力。
局限性和未來研究方向
- 本研究僅針對一個類星體周圍環境進行了觀測,未來需要對更多類星體進行觀測以驗證結論的普適性。
- 未來需要更高分辨率和靈敏度的觀測數據,以更精確地測量星系的物理特性,並探究其形成和演化的細節。
統計資料
該研究發現了 124 個 [OIII] 發射體。
其中 53 個星系位於 z = 6.5 到 6.8 之間,跨越 10 cMpc 的區域,形成一個超密度結構。
相較於 EIGER 項目的 [OIII] 光度函數,該結構的星系密度高出 12.5 ± 2.6 倍。
原星系團中星系的 [OIII]+Hβ 中位等值寬度僅為 580 ± 15 ˚A,低於場星系的 780 ˚A。
引述
“Given their expected halo masses, the earliest quasars should trace very strong matter overdensities associated with the seeds of present-day galaxy clusters.”
“This is consistent with the fact that, despite our wide area coverage which should have been able to pick up a handful of bright objects, the majority of the [Oiii] emitters are rather faint.”
“We suggest that they have lower specific star formation rates which would result in undetectable [Oiii] emission at the ASPIRE flux limit, a consequence of stochastic star formation histories.”