Um ciclo bariônico emergente em uma galáxia 500 milhões de anos após o Big Bang

O surgimento do feedback estelar como regulador do crescimento das galáxias marca uma transição fundamental na história cósmica. Nos primeiros tempos, o rápido acréscimo e colapso de gás pode induzir intensa formação estelar antes que o feedback se torne eficaz.

Aqui mostramos que Gz9p3, uma galáxia em fusão em $z=9. Nos primeiros tempos, o rápido acréscimo e colapso de gás pode induzir intensa formação estelar antes que o feedback se torne eficaz, produzindo explosões estelares sem feedback.

Quando e como essas explosões subsequentemente se desenvolvem em ciclos bárions autorregulados permanecem obscuros em termos de observação. Aqui mostramos que Gz9p3, uma galáxia em fusão em $z=9.311$, foi capturada nesta transição apenas 500 milhões de anos após o Big Bang.

A espectroscopia JWST profunda revela um reservatório substancial de gás neutro ao longo de sua estrutura de maré impulsionada pela fusão e um fluxo multifásico. A absorção de estrutura fina fornece a primeira medição direta da densidade eletrônica do gás frio que flui em alto desvio para o vermelho ($\approx\, 17\, {\rm cm^{-3}}$), produzindo um fator de carga de massa entre os mais altos já medidos para galáxias de massa estelar.

O surgimento de um feedback tão eficiente após uma explosão intensa é consistente com o início tardio do feedback esperado em modelos de explosão estelar sem feedback. É improvável que o gás frio que flui escape do halo hospedeiro, o que implica que grande parte deste material enriquecido com metal pode permanecer disponível para reciclagem futura através do meio circungaláctico.

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