천문·천체물리
COLIBRE 시뮬레이션, z=7~20 은하 자외선 광도함수 예측… JWST 관측보다 밝은 은하 부족
새로운 우주론적 유체역학 시뮬레이션 COLIBRE가 적색이동 z=7~20에서 예측한 은하 자외선 광도함수(UVLF)를 JWST를 포함한 관측과 비교한 연구다. COLIBRE는 z=12까지 관측된 항성질량함수 진화와는 일치하지만, 먼지 감쇠를 고려한 UVLF는 밝은 쪽 끝에서 관측값보다 체계적으로 낮게 나타나 수밀도 10^-6 Mpc^-3 mag^-1에서 가장 밝은 은하가 z=7에서 약 1등급, z=15에서 약 2.5등급 어둡게 예측됐다. 먼지 감쇠를 무시하면 7≲z≲12 구간에서는 충분히 밝은 은하가 만들어지지만 z=15에서는 여전히 부족해, '톱헤비(top-heavy)' 초기질량함수처럼 초기 우주의 자외선 광도를 끌어올리는 추가 물리 과정이 필요함을 시사한다. 저자들은 UVLF를 셰흐터(Schechter) 함수로 맞춰 적색이동이 커질수록 은하 수밀도가 감소하고 특성광도는 어두워지며 암흑단 기울기가 급해진다는 결과를 얻었고, 자외선 광도밀도는 z=7에서 z=15 사이에 수백 배 감소한다고 보고했다.
arXiv astro-ph.GA (은하)