中国南京大学和其他地方的天文学家使用詹姆斯·韦伯太空望远镜(JWST)对一个名为CLJ1001+0220的遥远星系团进行了高分辨率观测。3月8日在预印本服务器arXiv上发表的一篇论文描述了这项观察活动,产生了有关该集群性质的重要信息。

JWST观测为遥远星系团的性质提供了更多线索

星系团包含多达数千个通过重力结合在一起的星系。它们是宇宙中已知最大的引力束缚结构,可以作为研究星系演化和宇宙学的优秀实验室。

CLJ1001+0220(或简称CLJ1001)是六分仪座中的一个星系团,包含17个星系,距离约111亿光年。它具有增强的恒星形成率(SFR)、较短的气体耗尽时间,并提供了强有力的证据表明其成员星系的特性受到极端环境的影响。

之前的研究发现J1001似乎正在经历从原星团向成熟星团的转变。鉴于这种演化尚不完全清楚,南京大学孙汉文领导的天文学家团队决定使用JWST的近红外相机(NIRCam)仔细观察这一过程。他们的研究得到了来自斯巴鲁望远镜和阿塔卡马大型毫米/亚毫米阵列(ALMA)等地面望远镜的数据的补充。

“在这里,我们展示了COSMOS-Webb计划针对遥远星团CLJ1001z=2.51处的新JWST/NIRCam观测结果,该观测结果与之前针对Hα发射体的窄带成像和CO发射体的深毫米勘测相结合,提供了CLJ1001中大规模星系组装的完整视图,”研究人员在论文中写道。

Sun的团队成功完成了CLJ1001成员星系的普查。首先,他们确定了一群红色和巨大的星团成员,这些成员在之前使用哈勃太空望远镜(HST)进行的深度成像中被遗漏了。这证实了JWST观测对于获得星系团成员的全面普查是必要的。

研究发现CLJ1001成员星系的空间分布高度集中。天文学家指出,CLJ1001的中心恒星密度与质量更大的低红移星团相当甚至更高,这与在该星团外围观察到的情况相反。这些发现表明了已知最早星团的由内而外的形成情景。

此外,基于恒星形成成员的质量完整样本,天文学家发现CLJ1001的恒星质量函数表现出突出的“头重脚轻”特征——因为存在过多的大质量恒星形成星系(SFG)堆积在集群核心。事实证明,这些巨大的SFG成员的总数和恒星密度与红移较低的星团中的大质量SFG和静止星系的总数量和恒星密度相当。

总结结果,论文作者得出结论,CLJ1001目前正处于快速转变中,其许多巨大的SFG可能很快就会变得静止。