原星系团是今天大质量星系团尚未完全达到引力平衡的早期祖先。团队用韦布NIRISS宽视场无缝光谱观测红移约3的极红类星体SDSS J165202.64+172852.3周围区域。除二维天空位置外,他们还加入光谱红移和视向速度,以判断密集结构是否真正处在相近宇宙距离。
观测确认至少18个成员星系,三维位置—速度空间呈现两个子结构以及阶梯状分布,研究团队因此把系统命名为“The Step”。在约320×230千秒差距的核心区域内包含10个星系;最密集视线附近,7个星系位于类星体投影70千秒差距之内。
团队估计核心星系过密度超过普通场环境100倍,在约1平方兆秒差距的完整视场中仍超过15倍。由成员运动与结构模型推得暗物质晕质量约为10的13.1至13.8次方个太阳质量,使它成为这一红移已知最致密的结构之一。
两个子结构以及最密集视线中700至850千米每秒的速度跨度,可以由两个晕正在合并解释。论文把这称为一种得到数据支持的动力学图景,而不是已经直接拍到两团暗物质相撞;单一复杂晕或两个相邻群体等方案仍需更多光谱与动力学信息检验。
成员并不都处于同一演化阶段。多数恒星形成星系的活动与其他红移约3原星系团相近或略受抑制,系统中还出现两座具有强4000埃断裂、没有持续恒星形成证据的静止星系。它们表明致密环境中部分星系已经较早停止形成恒星。
团队还识别出两个新的活动星系核候选体,并给出10%至20%的活动星系核比例增强迹象。由于样本量有限,这一比例被明确标为初步证据。若按当前晕质量演化模型外推,The Step可能在今天成长为类似后发座星系团的大质量系统,但这是长期演化预测,不是可直接验证的既定命运。
这项研究已获《天文学与天体物理学》接收,其意义在于同一结构内同时看到恒星形成、静止星系、类星体和可能的晕合并,从而捕捉星系团核心走向成熟的阶段。成员数、总质量和合并解释仍会随更深观测及更大尺度测绘调整,更宽范围的成员巡查也会影响总体过密度。
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