在红移z > 6时，大质量星系和黑洞形成的“后恒星暴增”路径

《Nature Astronomy》：A post-starburst pathway for the formation of massive galaxies and black holes at z?>?6

JWST观测揭示两个高红移（z>6）星系经历快速恒星形成（z=7,9），类星体驱动喷流可能影响星系演化。其中一星系进入静默状态，另一正在过渡，两者为最遥远后星爆系统。速度弥散显示黑洞质量与宿主星系存在关联，表明二者在早期协同快速形成。

　　

摘要

要理解早期宇宙中超大质量黑洞的快速形成，就需要了解宿主星系中恒星质量的增长情况。在这里，我们利用JWST的NIRSpec仪器获取了两个红移z > 6星系的光学光谱，并通过NIRCam进行了成像观测。这两个星系都拥有中等亮度的类星体。这些星系显示出巴尔末吸收线，与低红移时期的恒星暴发后星系特征相似。通过对中分辨率光谱和多波段光度数据的分析，我们发现大部分恒星质量（log(M* / M☉) ≥ 10.6）是在红移为9和7时的恒星暴发事件中形成的。其中一个星系表现出明显的巴尔末吸收线特征，但缺乏空间分辨的Hα辐射；在红移z = 6时，该星系的恒星形成活动已经趋于停滞。另一个星系则正处于向静止状态过渡的过程中；这两个拥有巨大质量的星系是目前已知的最遥远的恒星暴发后星系之一。类星体[O III]发射线的蓝移现象表明存在由类星体驱动的外流，这可能对恒星形成产生了影响。直接测量的恒星速度弥散结果表明，其中一个星系遵循了局部黑洞质量与σ*之间的关系，而另一个星系的黑洞质量则超过了这一关系。在短暂的类星体活跃阶段，就存在拥有数十亿太阳质量黑洞的巨大质量恒星暴发后星系，这表明超大质量黑洞和宿主星系在彼此的快速形成过程中起到了关键作用。