A Glimpse of the First Galaxies
Naveen A. Reddy
最近翻新的哈勃太空望远镜揭示了一个宇宙只有5亿年历史的星系，为星系形成和宇宙再电离的第一次阵痛提供了见解。
The recently refurbished Hubble Space Telescope reveals a galaxy from a time when the Universe was just 500 million years old, providing insights into the first throes of galaxy formation and the reionization of the Universe.
机构、总结、中文摘要均由AI分析而来，可能存在错误，请以论文正文为准。
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A First Glimpse into the far-IR properties of high-z UV-selected Galaxies: Herschel/PACS observations of z~3 LBGs
本文首次对IRAC和MIPS-24 μ m探测到的z ~ 3处的Lyman Break Galerkin（LBG）样品的远红外特性进行了研究，这些样品来自于使用Herschel空间天文台上的PACS仪器进行的大天文台起源巡天（GOODS-N）的北场观测。虽然没有我们的星系检测到赫歇尔，我们采用堆叠技术来构建，第一次，平均光谱能量分布的红外发光LBG从紫外线到无线电波长。我们推导出该星系的红外光度中值为L_{IR} = 1.6 x 10^12 Lo，将其归入超亮红外星系（ULIRGs）的类别。补充我们的研究与现有的多波长数据，我们把人口的尘埃温度的限制，并发现他们的L_{IR}，MIPS-LBG是温暖的亚毫米发光星系，而他们落在轨迹的L_{IR} - T_{d}关系的本地ULIRG。这一点，以及估计的基础上平均SED，解释了边缘检测LBG在目前的亚毫米调查，并表明，这些后者的研究引入了一个偏向于检测冷ULIRGS在高Z宇宙，而失踪的高Z ULIRGS与温暖的尘埃。
GLIMPSE-D: An Exotic Balmer-Jump Object at z=6.20? Revisiting Photometric Selection and the Cosmic Abundance of Pop III Galaxies
研究通过光谱学重新审视恒星级系的宇宙丰度，发现异常的巴尔默跃迁特征，改进了光度学选择标准以排除污染。
GLIMPSE: An ultra-faint $\simeq$ 10$^{5}$ $M_{\odot}$ Pop III Galaxy Candidate and First Constraints on the Pop III UV Luminosity Function at $z\simeq6-7$
本研究提出一种NIRCam选择方法，在JWST遗产场发现第三星族星系候选体GLIMPSE-16043，并首次给出z约6-7处第三星族紫外光度函数约束，其性质与理论预测吻合。
A glimpse of the end of the dark ages: the gamma-ray burst of 23 April 2009 at redshift 8.3
人们认为宇宙中第一代大质量恒星是一个重要的，而且很可能是主要的紫外线辐射源，它使星系际介质（IGM）中的氢气重新电离;这种状态一直保持到今天。对宇宙微波背景各向异性的测量表明，这种相变主要发生在红移范围z=10.8 +/- 1.4，而对类星体和莱曼α星系的观测表明，这一过程基本上在z=6时完成。然而，再电离的详细历史，以及驱动它的恒星和原星系的特征仍然未知。进一步的了解需要直接观测再电离时代的紫外线辐射源，并绘制中性氢部分随时间的演变。在这样的红移下探测星系是非常具有挑战性的，因为它们的内在昏暗和高光度距离，而明亮的类星体在z~7之外似乎很罕见。在这里，我们报告发现了一个伽马射线暴，GRB 090423，红移z=8.26 - 0.08 + 0.07。这远远超过了光谱证实的最遥远的星系（z=6.96）和类星体（z=6.43）的红移。它确定了大质量恒星正在产生，并在大爆炸后约6.25亿年作为GRB死亡。此外，爆发的准确位置精确地指出了迄今为止已知的最遥远星系的位置。超过z~7的较大样本将限制早期宇宙中恒星形成的演化速率，而其余辉的快速光谱学将允许直接探索再电离随宇宙时间的进展。
CO in GN20: The Nature of a z=4 Submillimeter Galaxy
我们提出了一个研究的形成集群，大规模的星系在大的回顾时间，通过高分辨率光谱成像的CO在独特的GN20原星系团。这些数据以前所未有的细节揭示了丰富的结构和气体动力学的证据，使我们能够在大爆炸后仅1.5 Gyr以1 kpc的分辨率成像分子气体。这些最先进的数据提供了新的见解，详细的物理过程中所涉及的早期大规模星系形成，他们提供了第一次瞥见的形态学研究，将成为可行的定期与ALMA。
Strong Lensing by Galaxy Clusters
本文综述星系团强引力透镜在暗物质分布探测、高红移星系研究、宇宙学参数约束等方面的作用、观测现状及未来望远镜与巡天带来的发展前景。
Spontaneous symmetry breaking in the late Universe and glimpses of early Universe phase transitions à la baryogenesis
自发对称性破缺是电弱统一的基础，是粒子物理学标准模型之外的模型构建的一个组成部分，在宇宙晚期也有有趣的应用。本文综述了从宇宙大尺度自发对称性破缺获得晚期宇宙加速的研究进展。这种现象是最好的理解，通过金斯堡-朗道理论的相变，我们简要介绍。在下文中，我们介绍相对论场论中自发对称性破缺的基本原理。然后，我们讨论了“介子”的对称性破缺的基础上，在后期宇宙，这是通过使用一种特定形式的共形耦合实现。然而，由于局部重力约束，该模型在后期加速时面临“NO GO”。我们认为，这个问题可以通过使用耦合到大质量中微子物质的无质量$λϕ^4$理论来规避。对于早期宇宙，自发对称性破缺在研究电弱相变中有着有趣的应用。为此，我们首先详细讨论了一级相变的Ginzburg-Landau理论，然后将其应用于电弱相变，包括气泡形核和sphaleron转变的技术讨论。我们提供了一个电弱相变动力学的教学论述，并强调需要超越粒子物理学的标准模型解决重子生成问题。最后简要讨论了阿弗莱克-戴恩机制和自发重子发生。内容包括重子生成的基本成分、闪锌矿解、单圈有限温度有效势和气泡成核动力学等技术细节。
The Case for Space: Estimating Precise Time Delays from Ground- and Space-Based Observations of Lensed Supernovae with Glimpse
本文提出Glimpse模型，通过结合分辨和未分辨观测，首次实现对引力透镜超新星时间延迟的高精度估计，为Rubin-LSST时代$H_0$约束提供支持。
The Dawes Review 1: Kinematic studies of star-forming galaxies across cosmic time
在过去的七年里，积分场星系巡天的数量激增，获得了分辨的二维光谱，特别是在高红移。这些都利用了8-10米级望远镜的成熟能力和AO等相关技术的发展。调查利用高光谱分辨率，使内部速度测量和高空间分辨率从AO技术和网站具有良好的自然看到。这是第一次，我们能够瞥见年轻的物质的运动状态，正在组装的恒星形成星系，并了解有关物理过程的详细天体物理信息，并将它们的运动标度关系与本地宇宙中的运动标度关系进行比较。观测者已经测量了盘星系的旋转，合并的签名，以及富含气体的盘的连续性增强的速度分散。理论家以各种方式解释星系的运动学特征（旋转，合并，流出和反馈），并试图讨论演化与理论模型，并将其与星系形态的演化联系起来。从这一活动中出现的一个关键点是，大量的高红移星系具有规则的运动学形态，尽管不规则的光度形态，这可能是由于存在大量的高度富含气体的光盘。尚未对这一新兴专题进行审查。在这第一道斯评论，我将讨论广泛的运动学调查，已经完成的物理模型，已经出现了年轻星系在高红移。
Two Candidates for Dual AGN in Dwarf-Dwarf Galaxy Mergers
双重活动星系核对于理解星系合并引发的黑洞的燃料供给和结构的分级生长是重要的。最少探索的双重活动星系核类型是那些与两个矮星系合并有关的活动星系核。根据观测和宇宙学模拟，矮星系是早期宇宙中最丰富的星系类型，星系合并率主要由矮星系决定。然而，这些合并通常太遥远而无法直接观测到，并且与低红移矮-矮合并相关的对偶活动星系核是出了名的难以找到。在本文中，我们提出的第一个结果，我们的大规模搜索这种难以捉摸的类型的对象和前两个候选人的双重活动星系核在矮-矮合并。这两个物体都表现出星系合并/相互作用的潮汐特征（尾巴和桥）。其中一个天体显然处于活动星系核分离小于5 kpc的合并后期，而另一个则处于建立潮汐桥的相互作用星系的合并早期。这两个天体都有双重的发光X射线源，很可能是由于大质量黑洞的活跃吸积。此外，这两个物体都有红外对应物，颜色与AGN一致。后续的观测将使我们得以一窥控制星系生长最早阶段的关键过程，它们的中心黑洞，以及合并引起的恒星形成。
Resolving galaxies in time and space: I: Applying STARLIGHT to CALIFA data cubes
基于光谱合成技术的化石记录方法在过去十年中已经成熟，它们在综合星系光谱中的应用促进了对星系及其演化的理解的实质性进展。然而，由于缺乏空间分辨率，这些研究仅限于全局视图，无法提供有关星系内部物理的信息。受CALIFA调查的启发，该调查正在收集600个星系的完整光学范围内的积分场光谱，我们开发了一个端到端的管道，该管道：（i）将观察到的数据立方体划分成Voronoi区，以便在必要时并适当考虑相关误差时增加S/N，（ii）提取光谱，包括传播误差和坏像素标志，（iii）将光谱输入STARLIGHT光谱合成代码，（iv）将所有星系区域的结果打包成单个文件，（v）执行一系列后处理操作，包括区域到像素的图像重建和将光谱和恒星星族属性解压缩成多维时间、金属丰度和空间坐标。本文对整个管道及其产品进行了插图描述。使用附近的螺旋NGC 2916的数据作为展示案例，我们经历了所涉及的每个步骤，提出了可视化和分析这个流形的方法。其中包括v场、恒星灭绝、平均年龄和金属丰度、质量表面密度、不同时间尺度上并以不同方式标准化的恒星形成率等属性的2D地图、时间和空间维度的1D平均值、恒星光的投影和质量增长（x，y，t）立方体到半径年龄图上，结果说明了IFS数据与光谱合成相结合的丰富性，提供了一个什么是来自CALIFA和未来的调查一瞥。（节录）
Formation of the First Galaxies: Theory and Simulations
第一个星系的性质在很大程度上是由第一代恒星形成的，这些恒星发出高能辐射，并在爆炸成为超新星时释放出大量的机械能和第一批重元素。我们调查的第一个星系在这种情况下形成的理论，专注于宇宙学模拟的结果，以说明一些定义其属性的关键过程。我们首先讨论原始气体在最早恒星发射的高能辐射的影响下并入最早星系时的演化;然后我们转而考虑第一颗超新星注入重元素如何改变原始气体的演化并改变第一个星系的特征。最后，我们讨论了未来的观测任务的第一个星系的检测前景，特别是专注于原始恒星形成星系可能被发现的可能性。
The First Galaxies
我们回顾了我们目前对第一个星系如何在宇宙黑暗时代结束时形成的理解，即大爆炸后的一亿年。现代的大型望远镜发现了红移大于7的星系，而理论研究刚刚达到做出有意义的预测所必需的复杂程度。一个关键的因素是第一代恒星通过紫外线辐射、超新星爆炸波和化学浓缩产生的反馈。主要目标是获得即将或计划中的下一代设施（如詹姆斯韦伯太空望远镜或阿塔卡马大型毫米波阵列）观察到的第一个星系的签名。从观测的角度来看，正在进行的深场搜索非常高红移星系开始为我们提供第一个星系的性质的经验约束。
The spectral evolution of the first galaxies. II. Spectral signatures of Lyman continuum leakage from galaxies in the reionization epoch
从z>6星系逃逸的电离光子的比例（fesc）是评估这些天体在宇宙再电离中的作用时的一个重要参数，但星系际介质的不透明性排除了在这些时期直接测量单个星系的fesc。我们认为，由于fesc调节星云发射对星系光谱的影响，它仍然应该是可能的间接探测fesc以及再电离时代。作为第一步，我们证明，通过结合测量的休息帧的UV斜率β与Hb发射线的等效宽度，具有非常高的莱曼连续逃逸分数（fesc>0.5）的星系应该是可识别的z~9通过光谱与即将到来的詹姆斯韦伯太空望远镜（JWST）。以低红移星系团后面的强透镜星系为目标，可以获得质量足够好的JWST谱，其中M（1500）<-16.0的星系在z~7，M（1500）<-17.5的星系在z~9。尘埃遮蔽的恒星形成可能会使分析复杂化，但ALMA或计划中的SPICA任务的支持观测可能会对这些星系的尘埃性质提供有用的限制。
Searching for the First Galaxies
作为宇宙中存在的第一批已知物体，莱曼α发射星系（LAEs）自然引起了人们的极大兴趣。十多年前首次发现，它们使我们能够探测早期宇宙，因为它们的强发射线补偿了它们微弱的连续光。虽然最初被认为是宇宙中形成的第一个星系的指示，但最近的研究表明它们越来越复杂，因为一些部分似乎已经进化，许多LAE似乎是尘埃，这在原始星系中是不可能的。目前，人们的兴趣不仅在于发现最高红移的星系来限制再电离理论，而且还在于更接近地球，因为以前的地面研究由于观测限制只发现z > 3的LAE。在这次回顾性演讲中，我将涵盖从LAEs的第一个理论预测到其未来研究前景的所有内容，包括德克萨斯州的HETDEX调查。
Wandering globular clusters: the first dwarf galaxies in the universe?
在过去的十年里，我们见证了新类型的矮恒星系统的出现，包括超紧凑的矮星系，超暗的矮椭球体和奇异的球状星团，打破了旧的简单的矮星系和球状星团的范式。这些物体变得更加有趣，对这些新发现的理解也更具挑战性。最近我们在室女座星系团中发现了一种新的大尺度结构：它是由球状星团组成的。室女座的球状星团被发现在星系之间（星团内球状星团）以及星系中游荡。这些星团内的球状星团占据了室女星系团区域的很大一部分，它们主要由蓝色的球状星团组成。这些团内球状星团可能与宇宙中的第一批矮星系密切相关。
The formation of Milky Way-mass disk galaxies in the first 500 million years of a cold dark matter universe
在无数微小的原星系中，是否存在着一个与现代星系相似的群体，这是一个悬而未决的问题。我们表明，使用BlueTides，第一个流体动力学模拟大到足以解决相关的规模，第一个大质量星系的形成，事实上%预测有广泛的旋转支持磁盘。虽然它们的形态在某些方面类似于在低得多的红移下看到的Milky Way类型，但这些高红移星系比它们的低红移星系更小，密度更大，气体更丰富。通过对216个具有$z=8-10$红移的星系统计样本的运动学分析，我们发现盘状星系占恒星质量大于或等于$10^{10} M_\odot$的星系总数的70%。因此，冷暗物质宇宙学对大爆炸后5亿年的大星系人口做出了具体的预测。我们认为，宽视场卫星望远镜（如WFIRST）将在不久的将来发现这些第一个巨大的盘星系。它们的结构和形成历史的简单性应该使宇宙学的新检验成为可能。
Chemical Signatures of the First Galaxies: Criteria for One-Shot Enrichment
我们利用局部超暗矮星系（UFDs; L_tot < 10^5 L_sun）中的贫金属星来经验性地限制第一个星系的形成过程。由于UFD的恒星形成历史比银河系的晕简单得多，它们的恒星星族应该保留了它们长寿的低质量恒星中第一颗超新星爆炸的化石记录。最近的流体动力学模拟的第一个星系形成的指导下，我们开发了一套恒星丰度的签名，这样一个早期系统的核合成的历史，如果它被观察到在当今的宇宙。具体来说，我们认为，第一个星系是化学“一枪”事件的产物，只有一个（长寿）恒星一代的形式后，第一，人口III，SN爆炸。因此，我们的丰度标准限制了第一个星系内部负反馈效应的强度。我们比较恒星的UFD的内容与这些一次性标准。有几个系统（大熊座II，后发座Berenices，牧夫座I，狮子座IV，Segue 1）在很大程度上满足了这些要求，这表明它们的高红移前辈确实经历了关闭恒星形成的强烈反馈效应。我们把研究矮星系的整个恒星星族，以推断第一个星系的性质和起源的细节称为“矮星系考古学”。这将为第一个星系、幸存的贫金属矮星系和银河系的构建块之间的联系提供线索。
Dust emission from the first massive galaxies
我们比较观测到的远红外（FIR）星系光谱能量分布（SED）在$z\sim6$和理论预测的第一个大规模人口II（Pop II）星系。在$z\gtrsim5$观测到的远红外线SED较宽，与$z\sim3$观测到的星系相比，波长更蓝。通过实施一个分析模型的尘埃排放从波普II大规模星系，我们能够再现所观察到的行为的高能量密度和富含硅酸盐的尘埃组成的高$z$模型星系的结果。正如在以前的工作中所指出的，在解释FIR光度测量时，应考虑在$z \sim 6$星系SEDs的非黑体性质，以避免低估恒星形成率。
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