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星形成銀河が再イオン化期に宇宙を明るくしたと考えられるが、James Webb Space Telescope でも詳細観測が困難です。そこで天文学者は z≈1〜1.7 に存在する極端発光線銀河(EELG)を対象にしました。 これらの銀河は緻密で低質量、強い電離線を放射し、再イオン化をもたらした初期銀河の条件を模倣すると期待されます。
CANDELS/EGS で取得した近赤外画像を用い、J バンドの色余剰(Jマイナス近隣フィルタ)を基に選択しました。この基準は、Hβ+[O III] の強い線が z≈1.7、Hα が z≈1.0 の範囲で J フィルタを飛び抜けて輝く銀河を拾い上げます。選択は MMT/MMIRS、Keck/MOSFIRE、HST/WFC3、JWST/NIRSpec、GTC/OSIRIS+ での分光確認により検証され、229 体の候補中 27 体が確実に赤方偏移を得ました(19 は Hβ+[O III]、8 は Hα)。
分光サブサンプルから得られた測定値(図 1 と表 4)によると、中央値の星形成率は 0.3〜15 M☉ yr⁻¹、星質量は約 10⁸․5 M☉ です。これらの数値は JWST で観測された z>5 の極端発光線銀河と比較しても同程度で、EELG が再イオン化期の銀河の低赤方偏移類似体であることを裏付けます。 観測された紅外線でのAGN 輝度は極めて低く、Mass‑Excitation 図では 1 体しか該当せず、Donley の中間赤外線色標準で検出されたのは 1 体です。したがって、赤方偏移のリコールは低赤方偏移の線インターロッパターからの混入が主であり、AGN の寄与はごくわずまです。
![Jバンドの色–色図。青い円はHβ+[O III]エミッタ、赤い円はHαエミッタを表し、色余剰が大きい領域に位置する。](https://arxiv.org/html/2611.14332v1/selection_modelo.png)
| ID | zspec | F(Hβ) | F([OIII]λ4959) | F([OIII]λ5007) | F(Hα) | log M∗/M⊙ | SFR(100Myr) | SFR(10Myr) | Facility/Instrument |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 10-18cgs | 10-18cgs | 10-18cgs | 10-18cgs | [M⊙ ] | [M⊙yr−1 ] | [M⊙yr−1 ] | |||
| (1) | (2) | (3) | (4) | (5) | (6) | (7) | (8) | (9) | (10) |
| 11982 | 1.72 | 16.70(5.30) | - | 120.00(5.90) | - | 8.22(0.43) | 4.30 | 4.44(1.41) | HST/WFC3 |
| 12893 | 0.93 | - | - | - | 46.50(5.40) | 8.66(0.22) | 0.35 | 0.96(0.11) | HST/WFC3 |
| 21026 | 1.79 | 11.20(5.10) | - | 42.00(6.80) | - | 8.15(0.19) | 1.16 | 3.27(1.49) | HST/WFC3 |
| 25968 | 1.72 | 32.60(7.30) | - | 249.00(9.00) | - | 9.09(0.19) | 12.61 | 8.66(1.94) | HST/WFC3 |
| 7247 | 1.70 | 19.90(5.80) | - | 43.20(7.10) | - | 8.23(0.25) | 1.33 | 5.13(1.49) | HST/WFC3 |
| 9642 | 1.72 | 27.00(5.00) | - | 125.00(4.90) | - | 8.45(0.53) | 5.49 | 7.16(1.33) | HST/WFC3 |
| 26937 | 1.78 | 27.00(6.10) | - | 186.00(7.60) | - | 8.99(0.20) | 15.16 | 7.81(1.77) | HST/WFC3 |
| 31683 | 1.71 | 42.20(4.90) | - | 351.00(6.90) | - | 8.11(0.33) | 0.42 | 11.02(1.28) | HST/WFC3 |
| 3483 | 1.40 | <17.93(0.90) | 32.39(9.87) | 73.48(7.44) | 99.50(5.50) | 8.00(0.29) | 1.35 | 15.00(2.35) | MMT/MMIRS |
| 8850 | 1.67 | 52.44(3.90) | 99.55(1.54) | 298.64(4.62) | 159.38(10.63) | 6.35(0.53) | - | 15.16(3.04) | MMT/MMIRS |
| 9112 | 1.61 | <8.17(0.41) | <20.42(3.38) | 44.90(3.45) | 21.20(3.87) | 8.40(0.25) | 2.81 | 1.67(0.30) | MMT/MMIRS |
| 11705 | 1.61 | <20.39(1.54) | <32.36(1.58) | 58.13(6.19) | - | 7.99(0.25) | 1.32 | 4.64(0.35) | MMT/MMIRS |
| 24065 | 1.60 | 23.95(2.24) | 37.00(2.83) | 102.09(2.19) | 58.42(17.51) | 8.94(0.16) | 10.15 | 4.53(1.36) | MMT/MMIRS |
| 1948 | 1.69 | <15.81(0.72) | - | 44.39(3.77) | - | 8.13(0.46) | 1.84 | 4.01(0.18) | Keck/MOSFIRE |
| 13912 | 1.63 | 28.31(2.07) | 32.06(0.92) | 96.19(2.75) | - | 8.81(0.17) | 7.25 | 6.59(0.48) | Keck/MOSFIRE |
| 15001 | 1.68 | 8.41(0.36) | 4.09(0.44) | 6.89(1.86) | - | 7.60(0.45) | 0.99 | 2.13(0.09) | Keck/MOSFIRE |
| 26607 | 1.63 | 25.61(3.62) | <10.58(1.15) | 18.99(3.23) | 10.09(2.81) | 8.01(0.21) | 0.90 | 0.82(0.23) | Keck/MOSFIRE |
| 19403 | 1.59 | - | - | 35.90(1.10) | - | 7.86(0.64) | 0.54 | - | JWST/NIRSpec |
| 20900 | 1.59 | 2.42(1.37) | - | 27.00(1.44) | - | 8.00(0.37) | 0.85 | 0.54(0.31) | JWST/NIRSpec |
| 31049 | 1.57 | 4.17(0.45) | - | 55.10(0.98) | - | 8.01(0.20) | 1.28 | 0.89(0.10) | JWST/NIRSpec |
| 5883 | 1.10 | - | - | - | - | 7.82(0.28) | 1.32 | - | CANDELS |
| 8926 | 1.10 | - | - | - | - | 8.27(0.39) | 2.22 | - | CANDELS |
| 11143 | 0.80 | - | - | - | - | 8.57(0.08) | 3.13 | - | CANDELS |
| 13282 | 0.77 | - | - | - | - | 8.55(0.37) | 3.38 | - | CANDELS |
| 27409 | 1.10 | - | - | - | - | 8.12(0.35) | 1.41 | - | CANDELS |
| 32856 | 0.96 | - | 1.08(0.33) | 3.24(0.10) | - | 7.25(0.27) | 0.36 | - | GTC/OSIRIS+ |
| 34094 | 0.83 | - | - | 5.90(0.12) | - | 7.25(0.29) | 0.28 | - | GTC/OSIRIS+ |
Hα 選択子の純度は、候補の約 77 % が初期の光度パラメータで除外されたため低く、まだ統計的不確実性が大きいです。それでも、現行の望遠鏡で分光的に確認可能なサンプルが取得できたことで、再イオン化期における星形成とフィードバックを再現可能な実験室として EELG を使えるようになりました。