在 z~3 处探测到 [O III]：一个位于主序之上、快速聚集恒星质量的星系

我们利用阿塔卡马探路者实验望远镜（APEX）上的第二代红移（z）与早期宇宙光谱仪（ZEUS-2），在红移 z=3.127 的强引力透镜候选星系 H-ATLAS J113526.3-014605（以下简称 G12v2.43）中探测到远红外精细结构 [O III] 88$\mu$m 谱线的明亮发射。这仅是星系形成时期亚毫米波星系该远红外谱线的第五次探测。观测到的 [O III] 光度 $7.1\times10^{9}\,\rm(\frac{10}{\mu})\,\rm{L_{\odot}}\,$ 可能来自大质量恒星周围的 HII 区，支撑该电离所需的莱曼连续谱光子数量表明存在 $(1.2-5.2)\times10^{6}\,\rm(\frac{10}{\mu})$ 个等效 O5.5 或更高恒星；其中 $\mu$ 为引力透镜放大因子。观测到的谱线光度还需要至少 $\sim 2\times 10^{8}\,\rm(\frac{10}{\mu})\,\rm{M_{\odot}}\,$ 的电离气体质量，即估计总分子气体质量 $6\times10^{10}\,\rm(\frac{10}{\mu})\,\rm{M_{\odot}}\,$ 的 $0.33\%$。我们汇编了示踪静止系紫外到毫米波连续谱发射的多波段测光，以进一步约束这个尘埃弥漫的高红移恒星形成星系的性质。通过 SED 建模，我们发现 G12v2.43 的恒星形成率为 916 $\rm(\frac{10}{\mu})\,\rm{M_{\odot}}\,\rm{yr^{-1}}$，并且已具有 $8\times 10^{10}\,\rm(\frac{10}{\mu})\,\rm{M_{\odot}}\,$ 的恒星质量。我们还将当前星暴的年龄约束为 $\leqslant$ 500 万年，使 G12v2.43 成为一个位于 z$\sim$3 恒星形成主序之上、正在经历生长突增的富气体星系，并可能在推导出的 $\sim$6600 万年的气体耗尽时标内回到主序。