在 $z = 5.72$ 处发现的射电星系

我们报告迄今最遥远射电星系的发现：红移 $z=5.72$ 的 TGSS1530，接近假定的再电离纪元结束处。该射电星系选自 150 MHz 的 TGSS ADR1 巡天，具有超陡谱指数 $\alpha^{\textrm{150 MHz}}_{\textrm{1.4 GHz}} = -1.4$，以及利用 VLA 在 1.4 GHz 成像得到的致密形态。在公开可用的天区巡天中未找到其光学或红外对应体。使用 Gemini North 上的 GMOS 在射电位置进行的后续光学光谱揭示了一条单一发射线。我们将其辨认为 $z=5.72$ 处的 Lyman alpha，因其非对称线型、谱中其他光学/UV 线的缺失以及高等效宽度。具有 $5.7 \times 10^{42}$ erg s$^{-1}$ 的 Ly$\alpha$ 光度与 $370$ km s$^{-1}$ 的 FWHM，TGSS1530 可与相似红移处的“非射电” Lyman alpha 发射体 (LAE) 相比拟。然而，其射电光度 $\log L_{\textrm{150 MHz}} = 29.1$ W Hz$^{-1}$ 与去卷积物理尺度 $3.5$ kpc，使其射电性质类似于其他已知的 $z>4$ 射电星系。随后使用 Large Binocular Telescope 上 LUCI 进行的 $J$ 与 $K$ 波段成像，对宿主星系未探测到，达到 $3\sigma$ 极限 $J>24.4$ 与 $K>22.4$（Vega）。$K$ 波段极限与射电星系 $K-z$ 关系给出的 $z>5$ 一致，暗示使用简单星族模型得到的恒星质量极限为 $M_{\textrm{stars}}< 10^{10.5}$ $M_\odot$。其高红移加上相对小的射电与 Ly$\alpha$ 尺度表明，TGSS1530 可能处于演化早期的射电星系。