z = 6.9 处两个尘埃星系中分子谱线的观测

SPT0311-58 是迄今为止在再电离时期发现的质量最大的红外亮系统。本文通过阿塔卡马大型毫米/亚毫米波阵列对 CO(6-5)、CO(7-6)、CO(10-9)、[CI](2-1) 和 p-H2O(211-202) 谱线及尘埃连续谱发射的高分辨率观测，对 z = 6.9 处的分子星际介质进行了详细分析。该系统由一对剧烈星系（标记为 West 和 East）组成。West 的内禀远红外光度为 (16 $\pm$ 4)$\times\rm 10^{12} \ \rm L_{\odot}$，East 为 (27 $\pm$ 4)$\times\rm 10^{11} \ \rm L_{\odot}$。我们使用非局部热力学平衡辐射转移模型对尘埃、CO 和 [CI] 进行建模，并估计 West 的内禀气体质量为 (5.4 $\pm$ 3.4)$\times\rm 10^{11} \ \rm M_{\odot}$，East 为 (3.1 $\pm$ 2.7)$\times\rm 10^{10} \ \rm M_{\odot}$。我们发现 West 和 East 的 CO 谱线能量分布是高红移亚毫米波星系的典型代表。由模型估算的 CO 到 H2 的转换因子（$\alpha_{CO}$）和气体耗尽时间尺度在不确定性范围内与文献中的高红移亚毫米波星系一致。我们没有发现 z > 3 处亚毫米波星系的耗尽时间随红移演化的证据。这是迄今为止对再电离时期星系分子气体含量最详细的研究，也是文献中在没有活动星系核证据的星系中对 H2O 的最远探测。