红移 z=1.522 处一个致密宁静星系中极低的分子气体含量

大质量星系形成理论模型面临的最大挑战之一是早期恒星形成过程的调控。分子气体抛射、耗尽和稳定的相对作用尚不确定，因为对高红移处淬灭或正在淬灭星系中气体储层的直接观测约束很少。我们展示了在 $z=1.522$ 处一个大质量（$\log M_{\star}/M_{\odot}=11.2$）、近期淬灭星系中 CO(2-1) 的 ALMA 观测。该天体的光学光谱显示强巴耳末吸收线，意味着恒星形成在 $\sim$0.8 Gyr 前停止。我们未探测到 CO(2-1) 线辐射，对分子 $\mathrm{H_2}$ 气体质量给出了 $1.1\times10^{10}\,M_{\odot}$ 的上限。隐含的气体比例为 $f_{\rm{H_2}}{\equiv M_{H_2}/M_{\star}}<7\%$，比该红移处类似恒星质量的典型恒星形成星系低约 $10\times$，是在任何时期该特定恒星形成率下最低的 gas fraction 之一，也是迄今对 $z>1$ 被动星系气体含量最严格的约束。我们的观测表明，淬灭天体星际介质中 $\mathrm{H_2}$ 的耗尽既可以高效也可以相当彻底，这与最近关于近期淬灭星系中存在显著冷气体的说法相反。我们探讨了高-$z$ 星系中观测到的气体比例的变化，并表明具有高恒星面密度的星系具有低 $f_{\rm{H_2}}$，类似于最近比特定恒星形成率与恒星面密度之间的相关性。