极红亚毫米星系：利用 ALMA 和 Jansky VLA 发现的新 z>~4-6 候选体

我们利用阿塔卡马大型毫米/亚毫米波阵列 (ALMA) 和 Jansky 甚大阵列 (VLA) 对两个极红亚毫米星系 (SMGs) ASXDF1100.053.1 和 231.1 进行了详细表征。这些 SMGs 最初是使用 AzTEC 在 1100 微米波段选出的，并且 Herschel 观测显示它们在 100--500 微米波段较暗。它们的（亚）毫米波颜色与已知的 z>~5 SMGs 一样红，甚至更红；事实上，ASXDF1100.053.1 比位于 z=6.3 的 HFLS 3 更红。它们在近/中红外波段也既暗又红：IRAC 4.5 微米处约为 1 microJy，Ks 滤镜处 <0.2 microJy。这些 SMGs 在射电波段也较暗，其中 ASXDF1100.053.1 的 $F_{6\mathrm{GHz}}=4.5$ microJy，ASXDF1100.231.1 的 $F_{1.4\mathrm{GHz}}=28$ microJy，暗示 ASXDF1100.053.1 和 231.1 的红移分别为 $z=6.5^{+1.4}_{-1.1}$ 和 $z=4.1^{+0.6}_{-0.7}$。ASXDF1100.231.1 在 3.6 微米滤镜中存在流量超额，可能是由于 z=4--5 处的 H$\alpha$ 发射。推导出的 ASXDF1100.053.1 (z=5.5--7.5) 和 231.1 (z=3.5--5.5) 的性质如下：它们的红外光度分别为 $[6.5-7.4]\times10^{12}$ 和 $[4.2-4.5]\times10^{12} L_\odot$；恒星质量分别为 $[0.9-2]\times10^{11}$ 和 $[0.4-3]\times10^{10} M_\odot$；ALMA 地图中的圆化半光半径分别约为 1 和 <~0.2 kpc（总流量的 90% 对应 ~2--3 kpc）。最后，它们的表面红外光度密度 $\Sigma_\mathrm{IR}$ 分别约为 $1\times10^{12}$ 和 $>~1.5\times10^{13} L_\odot \mathrm{kpc}^{-2}$，与本地 (U)LIRGs 的数值相似。这些数据表明 ASXDF1100.053.1 和 231.1 是 z>~4 的致密 SMGs，并可能演化为 z>~3 的致密宁静星系。