أطياف المجرات البعيدة المتجمدة أظهرت أن المجرات الضخمة منها تشكلت في وقت أبكر.
📄 معروضة نسخة «بسيط» — «متقدم» غير جاهزة بعد. أضفه إلى المفضّلة للمساعدة في تسريعها.
المجرة مثل مدينة توقف فيها بناء المنازل الجديدة. النجوم فيها لم تعد تولد، ومن خلال المباني القديمة يمكن معرفة متى كانت أعمال البناء على قدم وساق. نظر علماء الفلك إلى 14 من هذه "المدن الشبحية" على أطراف الكون المرئي - ضوءها استغرق 11-12 مليار سنة للوصول إلينا. باستخدام تلسكوب الفضاء جيمس ويب، التقطوا أطيافها - قاموا بتفكيك الضوء إلى ألوان مثل قوس قزح لمعرفة تركيب النجوم وعمرها.
اتضح أنه كلما كانت المجرة أثقل، كلما انتهى فيها بناء النجوم في وقت أبكر. فرق الكتلة بمقدار عشرة أضعاف يزيح العمر بحوالي 2 مليار سنة. هذا مثل مدينة توقف فيها بناء المنازل في عام 1900، بينما في مدينة أخرى أفقر - فقط في عام 2000. هذا النمط معروف للمجرات القريبة، لكنه الآن اكتُشف أيضًا في الكون المبكر.
أخف المجرات المدروسة كانت شابة - نجومها عمرها بضع مئات الملايين من السنين فقط. هذا يعني أن المجرات "القديمة" المكتشفة حديثًا بنفس الكتلة، على الأرجح، ستبدأ قريبًا في إنجاب نجوم جديدة.
التركيب الكيميائي للنجوم في هذه المجرات القديمة مشابه للتركيب في المجرات الأحدث. لكن عندما حاول العلماء قياس الكمية الدقيقة للعناصر الفردية، أعطت الطرق المختلفة إجابات مختلفة. لفهم ذلك، نحتاج إلى أطياف أوضح - مثل النظر إلى مدينة من خلال زجاج مغطى بالضباب ومحاولة عد النوافذ.
We present deep, medium-resolution $$\lambda=1-5\,\mu$$m JWST/NIRSpec spectroscopy for 14 quiescent galaxies at $$3\,}10$$, obtained as part of the EXCELS survey. We perform a complete re-reduction of these data, including a custom optimal-extraction approach to combat the spectral "wiggles" that result from undersampling of the NIRSpec spatial PSF. We constrain the star-formation histories and stellar metallicities of these objects via full-spectral fitting, finding a clear stellar age vs stellar mass correlation, in which more massive galaxies assembled their stellar mass at earlier times. This confirms spectroscopically that the archaeological "downsizing" trend was already in place by $$z\simeq4$$. The slope of our measured relation ($$\simeq2$$ Gyr per dex in stellar mass) is consistent with literature results at $$0 < z < 3$$. We do not observe objects with $$\log_{10}(M_*/\mathrm{M_\odot})\lesssim10.5$$ and ages of more than a few hundred Myr at this epoch, suggesting that recently reported examples of higher-redshift quiescent galaxies at these masses are likely to soon rejuvenate. We measure relatively high stellar metallicities for the majority of our sample, consistent with similar objects at $$0 < z < 3$$. Finally, we explore evidence for $$\alpha$$-enhancement in six older and more luminous galaxies within our sample, finding considerable disagreements in the chemical abundances measured using different stellar population models, different fitted rest-frame wavelength ranges, star-formation history models and fitting codes. We therefore conclude that inferring detailed stellar chemical abundances for the earliest quiescent galaxies remains challenging, and higher signal-to-noise spectra are required (SNR per resolution element $$>100$$ for $$R\simeq1000$$).
