红移大于 3 的 CO 选主序星系中的高气体比例

我们报道了用 NOrthern Extended Millimetre Array (NOEMA) 对由 CO($5-4$) 示踪的暖分子气体的观测，目标是一个红移 $z \sim 3.2$ 的富气体主序星系（MS），其最初是在‘盲’深 NOEMA 观测中由 CO($3-2$) 发射偶然探测到的。我们的目标显示出与 $z \sim 1.5$ MS 星系一致的气体激发（$L'_{\rm CO( 5 - 4)}/L'_{\rm CO (3 - 2)} = 0.41 \pm 0.14$），尽管偏向低端，并且基于 CO($3-2$) 谱线光度与 $L_{\rm IR}$ 得到相似的恒星形成效率。然而，与 $z\sim 1.5$ MS 星系（$f_{\rm gas} \sim 0.4$）相比，它显示出高的分子气体比例（$f_{\rm gas} = 0.9\pm 0.2$），这与 $z\gtrsim3$ 之外宇宙学增长的气体比例以及我们当前对 $z$、$f_{\rm gas}$、恒星质量 $M_*$ 与比恒星形成率 sSFR 之间标度关系的理解一致。我们的结果与 COLDz 和 ASPECS 分子谱线扫描巡天近期发现一致，并表明对 CO 发射的深搜寻是识别高红移富气体、恒星形成星系的有力手段。