ALMA解析首例强透镜光学/近红外暗星系

我们展示了在 Herschel-ATLAS 巡天的 Gama 12$^{\rm th}$ 场中发现的高分辨率（$\lesssim0.1$arcsec）ALMA 对红移 $z\sim3.1$ 处强透镜星系 HATLASJ113526.2-01460 的观测。该引力透镜系统极为特殊，因为背景源与前景透镜均未显示出清晰可探测的光学/近红外发射。我们在三个不同的（亚）毫米连续谱波段以及 C[II] 和 CO(8-7) 谱线中进行了精确的透镜建模与源形态重建。建模表明一个前景透镜（可能为椭圆）星系，质量 $\gtrsim10^{11}\, M_\odot$，位于 $z\gtrsim1.5$，而源的（亚）毫米连续谱与谱线发射被放大了 $\mu\sim6-13$ 倍。我们估计恒星形成区尺寸极紧凑 $\lesssim0.5$ kpc，气体组分 $\lesssim 1$ kpc，无明确转动或并合事件证据。我们进行了宽波段 SED 拟合，并还原了源的本征去放大物理属性，发现其具有极高的恒星形成率 $\gtrsim10^3\, M_\odot$ yr$^{-1}$，鉴于其紧凑尺寸，已处于星暴的 Eddington 极限边缘；现有 EVLA 在 6 cm 处的射电光度与恒星形成活动一致。该星系气体 $\sim10^{11}\, M_\odot$ 与尘埃 $\gtrsim10^9\, M_\odot$ 极丰富。恒星含量 $\lesssim10^{11}\, M_\odot$ 使源远位于恒星形成主序之上，表明星暴相当年轻，估计年龄 $\sim10^8$ yr。我们的结果表明 HATLASJ113526.2-01460 的整体性质可由原位星系形成与演化情景一致解释。