高-z静默星系的首次 [CII] 观测

我们报告了对5个 quench 星系 (QGs) 在 2<z<4.7 范围内的 [CII] 158 μm 辐射线及其 underlying dust continuum 的 ALMA 检测结果（或严格的上限）。我们发现分子气体分数 ($\rm{f_g=M_{mol}/M_{\star}}$) 在采用标准 $\rm{\alpha_{[CII]}}$ 时呈现极端变化，范围从 0.1% 到 25%。我们尝试首次依据 dust continuum 对 $\rm{\alpha_{[CII]}}$ 进行经验校准，这一校准工作分别在 z=2 的 lensed QG 和 z=3.1 的 QG 中进行，结果显示与标准值相比没有显著偏离。结合 dust continuum 测量值和 JWST/MIRI 感光数据，我们发现这些星系的 dust 温度高于 z<2 QG 的预期值，最高可达 $T_{d}\sim40-50 \,K$。此外，这些星系表现出极高的总红外光度 (LIR)，这一现象无法仅通过观察到的 JWST 颜色或基于文献 dust 消光测量的能量平衡来解释；而且 [CII] 缺失程度可达 $\rm{[CII]/LIR\sim 2\times10^{-4}}$，这与（超）亮红外星系 (ULIRG) 的特征相符。我们的发现指向除 dust 吸收的恒星辐射之外的其他 dust 加热机制。意外的是，JWST/NIRCam 和 ALMA 成像揭示了这些星系中普遍存在的扭曲的恒星形态学结构以及 dust 和气体的偏移/尾巴，这表明正在进行的相互作用正在发生。虽然需要更大的样本来评估这些特征在高 z QG 中出现的频率，但这些发现支持 merger 驱动的解释，认为这些系统所观察到的现象学现象与局部后灭爆星系在低速冲击和湍流方面存在关键相似性，这些因素同样也向残余介质相互作用 (ISM) 注入能量。