Diffuse molecular gas at high redshift: Detection of CO molecules and the 2175 {\AA} dust feature at z=1.64

我们报道了利用甚大望远镜紫外和可见光阶梯光栅摄谱仪在红移z=1.6408处朝向类星体SDSSJ160457.50+220300.5的视线中探测到一氧化碳分子(CO)。CO吸收在至少两个成分中被探测到，涉及前六个A-X波段和一个d-X(5-0)带间系统。这是沿类星体视线方向的第二次此类探测。CO吸收轮廓可通过假设CO的转动激发温度在6<Tex<16 K范围内很好地建模，该温度与或高于该红移处宇宙微波背景辐射的温度。我们推导出总CO柱密度为N(CO)=4e14 cm^-2。测得的SI、MgI、ZnII、FeII和SiII柱密度表明存在典型的银河系盘冷气体尘埃耗损模式。背景类星体光谱显著红化(u-K~4.5星等)，并在CO吸收体的红移处呈现一个明显的2175埃尘埃吸收特征。利用约500个类星体的对照样本，我们发现该特征为虚假的偶然概率约为0.3%。我们表明，类星体的光谱能量分布可以用吸收体红移处经大麦哲伦云超壳消光律红化的类星体复合光谱很好地拟合。值得注意的是，该类星体未出现在颜色选择的SDSS类星体样本中。这表明我们当前的宇宙观可能对含尘埃的视线存在偏见。这些对碳质分子和尘埃的直接观测为研究高红移星系中弥散分子气体的物理条件和化学性质开辟了可能性。