扩展钱德拉深场南天区的亚毫米星系 ALMA 巡天：在 $z=4.4$ 处探测到 [C II]

我们展示了针对两个亚毫米星系（SMGs）的 ALMA 870-$\mu$m (345GHz) 观测结果，这两个星系选自对 LABOCA 扩展钱德拉深场南天区巡天（LESS）中 126 个亚毫米源的 ALMA 研究。ALMA 数据确定了这些先前未识别的亚毫米源的对应体，并偶然在其光谱中探测到了明亮的发射线，我们证明这些发射线最有可能是 [C II] 157.74$\mu$m 发射，得出的红移分别为 $z=4.42$ 和 $z=4.44$。在 ALMA 的 7.5-GHz 通带内的这种盲探测率与先前推导的 SMGs 光度红移分布一致，并表明在 $z>4$ 处存在一个适度但非主导（$<25\%$）的 870-$\mu$m 选择 SMGs 尾部。我们发现这些 SMGs 中的 $L_{[C II]}/L_{FIR}$ 比率远高于在 $z\sim0$ 处看到的具有类似远红外光度的星系，这归因于这些高红移超亮红外星系（ULIRGs）中更广泛的气体储库。事实上，在一个系统中，我们显示 [C II] 发射显示出在 $>3$kpc 尺度上存在扩展发射的迹象。最后，我们利用 ALMA 巡天所探测的体积表明，[C II] 光度函数的亮端在 $z=0$ 到 $z\sim4.4$ 之间发生了强烈演化，反映了由于更高的恒星形成率导致的星系中星际介质（ISM）冷却的增加。这些观测表明，即使积分时间很短，ALMA 也能探测到高红移 ULIRGs 的主要精细结构冷却线，测量其能量学并追踪其随红移的演化。