Exploración del extremo más débil de las funciones de luminosidad en el infrarrojo medio hasta z ≃ 5 con el estudio CEERS del JWST

RESUMEN La luz en el infrarrojo medio (MIR) procedente de las galaxias es sensible a las actividades de formación estelar oscurecidas por el polvo, ya que rastrea la emisión característica del polvo calentado por estrellas jóvenes y masivas. Mediante la construcción de las funciones de luminosidad (LF) en el MIR, podemos cuantificar la historia global de la formación estelar oscurecida por polvo y la evolución de las galaxias a lo largo del tiempo cósmico. En este trabajo, presentamos las primeras LF en el MIR en el sistema de referencia en reposo a 7.7, 10, 12.8, 15, 18 y 21 μm, así como la LF total en el IR a partir del estudio Cosmic Evolution Early Release Science (CEERS) del JWST. Identificamos 506 galaxias a z = 0–5.1 en el estudio CEERS que también cuentan con fotometría óptica del Hubble Space Telescope. Con la sensibilidad sin precedentes del JWST, sondeamos el extremo más débil de las LF a z = 0–1 hasta L* ∼ 107L⊙, ∼2 órdenes de magnitud más débil que las de la generación previa de telescopios espaciales de IR. Nuestros hallazgos conectan adecuadamente y dan continuidad al extremo débil de las LF en el MIR de las observaciones más profundas de trabajos anteriores. Como indicador de la historia de la formación estelar, presentamos la densidad de luminosidad basada en el MIR hasta z ≃ 4.0, lo que representa el primer sondeo del Universo temprano mediante el Mid-Infrared Instrument del JWST.