红移 6 尘埃星系中 [OI] 63 微米发射的首次探测

我们报告了利用 APEX SEPIA 660 接收机在红移 z=6.027 的引力透镜尘埃恒星形成星系（DSFG）G09.83808 中对 [OI] 63-um 谱线的地基探测，这是红移 3 之外 [OI]63 谱线的首次明确探测，也是首次地基探测。[OI]63 谱线以 22$\pm$5 Jy km s$^{-1}$ 被稳健探测到，对应于本征（去透镜）光度 $(5.4\pm1.3)\times10^{9}$ L$_\odot$。其 [OI]63/[CII] 光度比为 4，[OI]63 谱线是该星系中性气体主要冷却剂，与模型预言一致。高 [OI]63 光度补偿了显著的 [CII] 缺失（[CII]/FIR$\simeq4\times10^{-4}$）。利用光致电离区（PDR）模型，我们推导出源平均气体密度 $n=10^{4.0}$ cm$^{-3}$ 与远紫外场强 $G=10^4 G_0$，可与 z=2-4 DSFG 族群相比拟。若 G09.83808 代表典型高红移 DSFG，则来自 z=6 非透镜 DSFG 的 [OI]63 谱线应在 ALMA Band 9 观测中以约 15 分钟积分时间常规可测，从而为研究最早 DSFG 的性质开启新窗口。