CAPERS 분광 관측으로 확인한 적색편이 z>2 정지은하 19개, 시뮬레이션 예측 웃도는 개수밀도

연구팀은 CANDELS-Area Prism Epoch of Reionization Survey(CAPERS)의 분광 데이터로 2 ≤ z ≤ 4 구간에서 항성질량 10^9.5 태양질량 이상이고 비항성형성률(sSFR)이 우주 나이 역수의 20% 미만인 정지은하(quiescent galaxy) 19개를 선별했다. 이 은하들은 z ~ 3.0–4.6에서 항성질량의 50%를 형성했고 약 0.1–0.2 Gyr의 짧은 시간 안에 별 형성이 멈춘 것으로 나타났으며, 이는 다른 고적색편이 정지은하와 비슷하지만 낮은 적색편이의 은하들보다는 짧은 값이다. 이 분광 표본을 기준으로 기존 측광 기반 선별법(측광 sSFR, UVJ 색, 합성 ugi_s 색)을 평가한 결과 완전도는 63~89%였지만 순도는 40~63%에 그쳤고, 강한 방출선 은하가 주된 오염원이었다. 완전도·순도 보정을 적용해 측정한 2 ≤ z ≤ 5 정지은하 개수밀도는 2<z<4 구간에서 현재 대부분의 은하 형성 시뮬레이션 예측을 넘어섰고, 10^10.5 태양질량 이상에서 차이가 가장 컸다. 연구팀은 이를 현재의 우주론 모형이 대질량 은하를 충분히 이르게 또는 효율적으로 형성·정지시키지 못할 가능성을 시사하는 결과로 해석했다.