Массивные галактики на раннем этапе росли рывками

Авторы не пытались напрямую заглянуть в каждую далёкую галактику по отдельности — вместо этого они взяли уже наблюдаемые ультрафиолетовые светимости, то есть сколько такой галактики светит в ультрафиолете, и через полуэмпирическую модель восстановили, как у этих систем менялась скорость рождения звёзд. Смысл такого подхода в том, чтобы обойти самые туманные места обычных моделей: охлаждение газа, обратную связь от звёзд и случайные вспышки звездообразования, которые трудно надёжно просчитать для ранней Вселенной.

Дальше они «сшили» рост звёздной массы с ростом тёмных гало — невидимых каркасов из тёмной материи, внутри которых живут галактики. Для этого использовали метод сопоставления по численности: сравнили, сколько есть ярких галактик, и сколько есть гало нужного размера, а затем восстановили связь между притоком вещества в гало и темпом звездообразования. Идея здесь не в подгонке красивой формулы под данные, а в том, чтобы вытащить из наблюдений сами звёздообразующие режимы.

Получилась картина, где массивные галактики на самых ранних этапах росли не ровно, а рывками. Важная деталь: модель не просто воспроизводит распределение звёздных масс, крупномасштабную скученность и «главную последовательность» звездообразующих галактик, но ещё и намекает, что на z>9 эффективность превращения газа в звёзды могла быть очень высокой, а ниже z≈9 — уже заметно падала. Авторы отдельно проверили, что добавление пыли может поднять предсказанные темпы звездообразования у z≲8, а изменение начальной массы звёзд меняет итоговые оценки ещё сильнее.