揭示隐藏的宇宙盛宴：一个寄宿着两个光学暗、高效恒星形成星系的 z=4.3 星系群

我们确认了位于COSMOS场中 $z=4.3$ 处的致密星系群候选体CGG-z4。该结构由两个光谱确认的 $z=4.3$ $K_s$-dropout 星系识别出，它们具有ALMA $870\rm\, \mu m$ 和3 mm连续谱探测，并被具有一致测光红移 $4.0<z<4.6$ 的近红外探测星系过密度所包围。两个ALMA源CGG-z4.a和CGG-z4.b均被探测到CO(4-3)和CO(5-4)谱线。在CGG-z4.a上探测到了[CI](1-0)，在CGG-z4.b上探测到了H$_{2}$O($1_{1,0}-1_{0,1}$)吸收。我们通过结合该星系群的红外至射电测光数据对积分光谱能量分布进行了建模，估计其总恒星形成率为 $\rm\sim2000\, M_{\odot}$ yr$^{-1}$，使其成为 $z>4$ 已知恒星形成率最高的星系群之一。它们较高的CO(5-4)/CO(4-3)比率表明星际介质（ISM）接近热化，暗示了较高的气体温度、密度和/或压力，而较低的[CI](1-0)/CO(4-3)谱线比率则表明恒星形成效率较高。利用[CI]导出的气体质量，我们发现这两个星系具有极短的气体耗尽时间，分别为 $99$ Myr 和 $<63$ Myr，暗示了淬灭的开始。根据估计的晕质量 $\rm log (M_{\rm halo}[M_{\odot}])\sim12.8$，我们提出该结构很可能正处于形成大质量星系团的过程中。