基于透镜星系团放大效应对早期宇宙中光学暗弱大质量星系的普查
星系天体物理
2022-03-02 v1
摘要
我们展示了在星系团场中一组光学暗弱且强透镜星系的 ALMA 870μm 与 JCMT SCUBA2 850μm 尘埃连续谱观测。ALMA 与 SCUBA2 观测的中值均方根噪声分别约为 0.11 mJy 和 0.44 mJy，后者接近 850μm 数据的混淆极限。这代表了对光学暗弱星系尘埃发射最灵敏的搜寻之一。我们在15个星系中的12个以 >3.8 sigma 探测到尘埃发射，对应80%的探测率。得益于引力透镜，我们的观测比以往空白场巡天深约3倍的极限流量。我们估计去透镜红外光度范围为 log(LIR)=11.5–12.7 Lsun，对应尘埃遮蔽恒星形成率（SFR）为每年 30 至 520 Msun。对光学至近红外测光数据的恒星星族拟合给出中值红移 z=4.26 与去透镜恒星质量 log(Mstar)=10.78 Msun。它们贡献的经透镜修正的恒星形成率密度，比 z>3 处同等质量紫外选星系高至少一个数量级。结果表明，早期宇宙中存在一个缺失的大质量恒星形成星系族群，其可能在大质量端主导 SFR 密度。五个光学暗弱星系位于同一星系团场中 r<50 arcsec 内，代表了一个潜在的过密度结构，根据泊松统计其具有物理起源的置信水平 >99.974%。利用 ALMA 与 JWST 的后续光谱观测对于确认其是否与相似红移处的原星系团相关至关重要。
引用
@article{arxiv.2112.03709,
title = {A census of optically dark massive galaxies in the early Universe from magnification by lensing galaxy clusters},
author = {Xinwen Shu and Lei Yang and Daizhong Liu and Wei-Hao Wang and Tao Wang and Yunkun Han and Xingxing Huang and Chen-Fatt Lim and Yu-Yen Chang and Wei Zheng and Xianzhong Zheng and Junxian Wang and Xu Kong},
journal= {arXiv preprint arXiv:2112.03709},
year = {2022}
}
备注
Accepted for publication in The Astrophysical Journal, 19 pages, 13 figures, 1 table