遥远星系团中最亮星系团星系中的分子气体

最亮星系团星系（BCGs）的恒星质量聚集过程仍存在争议。我们利用IRAM-30m望远镜在CO中对属于SpARCS星团的两个恒星形成BCG——3C 244.1（$z=0.4$）和SDSS J161112.65+550823.5（$z=0.9$）进行了观测，并将其分子气体与恒星形成性质与包含约100个遥远星系团星系（含另外9个红移${z\sim0.4-3.5}$的遥远BCG）的汇编样本进行比较。我们分别设定了其分子气体含量的稳健上限$M_{{\rm H}_2}<1.0\times10^{10}~M_\odot$和$<2.8\times10^{10}~M_\odot$，以及两个目标BCG的分子气体与恒星质量比$M({\rm H}_2)/M_\star\lesssim0.2$和耗尽时间$\tau_{\rm dep}\lesssim40$ Myr。因此它们属于气体比例最低、耗尽时间最短的遥远星系团星系。在11个有CO观测的BCG中，分别有$64\%\pm15\%$和$73\%\pm18\%$的$M({\rm H}_2)/M_\star$和$\tau_{\rm dep}$低于主序星系的估计值。统计分析初步表明，11个BCG的$M({\rm H}_2)/M_\star$和$\tau_{\rm dep}$值与星系团星系对比样本存在$\sim2\sigma$显著性的偏离。对具有档案HST观测的7个BCG子样本的形态分析显示，$71\%\pm17\%$的BCG为致密或呈现恒星形成子结构/组分。我们的结果支持这样一种情景：遥远恒星形成BCG在相对短的$\tau_{\rm dep}$时间尺度上聚集了约$16\%$的恒星质量，而环境机制可能阻止了馈入恒星形成的气体补充。我们推测致密组分有利于分子气体的快速耗尽并有助于使BCG quenching（淬灭）。遥远恒星形成BCG是ALMA和JWST的优良观测目标。