探测 z=6 处一个质量大、致密的恒星形成星系中的冷气体
星系天体物理
2022-07-27 v1 天体物理仪器与方法
摘要
低阶 CO 跃迁观测是研究星系冷分子气体（恒星形成的燃料）最直接的方式。本文中我们呈现了在 z>6 恒星形成主序星系上首次探测到 CO(2-1)。我们的目标源 G09-83808 位于 z=6.03，具有 T_dep~50Myr 的短耗尽时标和 M_gas/M_star=0.30 的相对较低气体分数，这与较低红移主序星系的测量值形成对比。我们得出结论：该星系正经历具有高恒星形成效率的星暴事件，这可能是其致密旋转盘内气体压缩的结果。其类星暴性质得到高恒星形成率面密度的进一步支持，从而支持使用 Kennicutt-Schmidt 关系作为星暴更精确的诊断图。若无进一步显著气体吸积，该星系将在 z~5.5 成为致密、大质量宁静星系。此外，我们发现由尘埃连续辐射估算 ISM 质量的定标能令人满意地复现由 CO(2-1) 跃迁导出的气体质量（在约 2 倍因子内）。这与先前主张大质量、富金属星系中气体-尘埃比红移演化较小的研一致。若无引力放大，此探测将需要约 1000 小时观测时间。因此，在当前设备下探测高红移未透镜恒星形成星系的冷分子气体是难以实现的，需要将灵敏度提高十倍，如 ngVLA 所设想的那样。
引用
@article{arxiv.2206.02835,
title = {Probing cold gas in a massive, compact star-forming galaxy at z=6},
author = {Jorge A. Zavala and Caitlin M. Casey and Justin Spilker and Ken-ichi Tadaki and Akiyoshi Tsujita and Jaclyn Champagne and Daisuke Iono and Kotaro Kohno and Sinclaire Manning and Alfredo Montana},
journal= {arXiv preprint arXiv:2206.02835},
year = {2022}
}
备注
Accepted for publication in The Astrophysical Journal