[论文解读] Building the First Galaxies -- Chapter 2. Starbursts Dominate The Star Formation Histories of 6 < z <12 Galaxies

Alan Dressler, Marcia Rieke+13 more|arXiv (Cornell University)|Jun 4, 2023

Astronomy and Astrophysical Research被引用 9

一句话总结

该研究分析了来自 JWST/JADES GOODS-S 的 6<z<12 的 894 颗星系，使用 SEDz* 推导星形成史，发现星暴占主导 ~70%，而更长的 SFH 在 z~6 时贡献约三分之一的恒星质量。

ABSTRACT

We use SEDz* -- a code designed to chart star formation histories (SFHs) of 6

研究动机与目标

• 用 JWST/NIRCam SEDs 描述 6<z<12 区间内第一批星系的星形成史。
• 测试并验证 SEDz* 作为从 A 星占主导的群体中逐 epoch 回收恒星质量积累的工具。
• 将 SFH 分类为不同类型并量化它们在宇宙时间中的恒星质量贡献。

提出的方法

• 将 SEDz*，一个基于 NNLS 的工具，应用于拟合 9 波段 NIRCam 光度，模板来自 Bruzual & Charlot 模型，包含发射/连续光谱。
• 将红移 6<z<12 分为七个整数步 (z=12 到 z=6)，代表 42–186 Myr 的时期，并测试两组模板集（10 Myr 突发与恒星形成常数 CSF）。
• 通过从 z=12 往下逐步叠加模板时期来重建 SFH，通过最小卡方来选择观测时期，并对每个时期的质量贡献求和形成 SFH。
• 使用多步验证来减弱 z<4/低-z 的错位体：卡方最小值的平缓/陡峭、可见光带的 HST 检测，以及 EAZY phot-z 比较，以建立金样本。
• 评估 SFH 类型对尘埃消光的鲁棒性并确认样本中没有强烈消光（AV ~0.1–0.4 被排除）。

Figure 1: Examples of the four types of SFHs $5<z<12$ found with SEDz* . The text describes how, considered together, these examples demonstrate the fidelity of SEDz* -derived SFHs. The left box shows the observed SED (black points with error bars) from 9-band NIRCam imaging and the NNLS fit of SEDz

实验结果

研究问题

• RQ1 该时段 6<z<12 的星系的主导星形成史是什么？
• RQ2 基于光谱能量分布的模板，使用 A 星占主导的群体，是否能够可靠地逐 epoch 回收第一批星系的恒星质量积累？
• RQ3 在该红移范围内，SFH 的类型分布（爆发、随机、相邻、连续）如何？
• RQ4 SFH 类型与红移、质量和 JADES GOODS-S 领域的环境之间有何相关性？
• RQ5 到 z~6 时，短暂爆发与较长星形成史对恒星质量的贡献比例是多少？

主要发现

• SFH 类型可分为四类：SFH1（爆发）、SFH2（随机）、SFH3（连续 3 个时期）、SFH4（连续 4–6 个时期）。
• 星暴主导 SFH，约占样本的 70%，而较长的 SFH 在 z~6 时贡献了总积累恒星质量的大约三分之一。
• 894 条 SFH 对应的积分质量分别为 SFH1–SFH4 为 1.34e11、1.09e11、1.00e11、3.16e10 见众 之和在 z=6 时约为 4e11 Msun。
• 在大尺度环境上未发现 SFH 类型的显著依赖，尽管在 z=11–12 的一个紧密群体中表明 long SFHs 可能在罕见的密集环境中占主导。
• 样本总体尘埃较少，AV 限制排除了显著的消光；但提出一个被尘包裹的早期爆发作为观测到的 SFH 的潜在前驱。

Figure 2: Examples of the identified four types of SFHs of this study observed at redshifts $z\sim 6$ ( $5.75<z<6.75$ ), starting with three examples of single starbursts in the top row and continuing in order, across the rows and and down, to multi-burst “stochastic” histories, three-epoch contiguo