JADES：利用星系对在$z \approx 7$处对暗物质晕质量的动力学测量
JADES: Dynamical Measurements of Dark Matter Halo Masses at $z \approx 7$ Using Galaxy Pairs
- Kavli Institute for Cosmology, University of Cambridge（剑桥大学卡弗里宇宙学研究所）
- Cavendish Laboratory, University of Cambridge（剑桥大学卡文迪许实验室）
- Department of Astronomy and Astrophysics, University of California, Santa Cruz（加州大学圣克鲁兹分校天文与天体物理系）
- Centro de Astrobiología (CAB), CSIC–INTA（西班牙国家航空航天技术研究所-西班牙国家科学研究委员会天体生物学中心）
- Department of Physics, University of Oxford（牛津大学物理系）
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AI总结：
利用JWST JADES巡天中10个星系对的动力学测量，在z≈7处推断暗物质晕质量，发现恒星形成效率约为TNG100预测的两倍，为明亮星系过程提供新见解。
AI中文摘要：
我们利用星系对在$z\approx7$处对暗物质晕质量进行了动力学测量。早期宇宙中的星系对通常处于首次内落阶段，尚未发生显著的轨道演化或相混合。它们的相对速度紧密追踪着暗物质晕的质量，尤其是当星系对间距接近晕的维里半径时。在TNG100模拟中，我们发现动力学质量估计器能够以约0.2 dex的固有弥散恢复晕质量。我们将此方法应用于来自JWST高级深场河外巡天（JADES）的10个红移z=6-8、具有[O III]光谱的星系对系统。在边缘化投影效应、测量不确定性和固有弥散的同时，我们推断了恒星-晕质量关系。我们发现在$\log\\,(M_{*}/M_\odot)=9$处，平均晕质量为$\log\\,(M_{200}/M_\odot)=11.06\pm0.21$。这些星系似乎并不栖居于异常巨大的暗物质晕中。相反，我们的结果表明恒星-晕质量比很高，对应的积分恒星形成效率为$5^{+3}_{-2}\\%$，约为TNG100预测值的两倍，尽管当前的统计显著性有限。未来更大样本的观测将收紧这些约束，并直接检验增强的恒星形成效率是否驱动了宇宙黎明时期明亮星系的过程。
英文摘要：
We present dynamical measurements of dark matter halo masses at $z\approx7$ using galaxy pairs. Galaxy pairs in the early Universe are usually in their first infall, before substantial orbital evolution or phase mixing. Their relative velocities closely trace the halo mass, especially when the pair separation is near the halo virial radius. In the TNG100 simulation, we find that dynamical mass estimators can recover halo masses with an intrinsic scatter of $\sim$0.2 dex. We apply this method to 10 pair systems at z=6-8 with [O III] spectroscopy from the JWST Advanced Deep Extragalactic Survey (JADES). We infer the stellar-to-halo mass relation while marginalizing over projection effects, measurement uncertainties, and intrinsic scatter. We find a mean halo mass of $\log\,(M_{200}/M_\odot)=11.06\pm0.21$ at $\log\,(M_{*}/M_\odot)=9$. These galaxies do not appear to inhabit unusually massive halos. Our results instead indicate a high stellar-to-halo mass ratio, corresponding to an integrated star formation efficiency of $5^{+3}_{-2}\%$, about twice the TNG100 prediction, although the current statistical significance is limited. Future observations with larger samples will tighten these constraints and directly examine whether enhanced star formation efficiency drives the overabundance of luminous galaxies at cosmic dawn.
