The ALMA Spectroscopic Survey in the HUDF: Multi-band constraints on line luminosity functions and the cosmic density of molecular gas
我们提出了一个CO和原子精细结构线光度函数分析使用ALMA光谱调查在哈勃超深场（ASPECS）。ASPECS由两个空间重叠的马赛克组成，覆盖了整个ALMA 3 mm和1.2mm波段。我们将1.2mm数据立方体的线候选搜索结果与先前从3 mm立方体获得的结果相结合。我们的分析表明，$\sim$ 80%的线流量在3毫米处观察到来自CO（2-1）或CO（3-2）发射在$z$ =1-3（“宇宙正午”）。在1.2 mm处，超过一半的线通量来自中间J CO跃迁（$J_{\rm up}$ =3-6）; $\sim12$ %来自中性碳线; $< 1$ %来自单离子化碳[CII]。这意味着未来的[CII]强度测绘调查在再电离时代将需要考虑一个非常重要的CO前景。在1.2mm处探测的CO光度函数表明，在给定的线光度（以PDMATHAMR为单位）下，随着$J_{\rm up}$和红移的增加，数密度减小。不同的CO跃迁在一个固定的红移之间的CO光度函数的比较揭示了亚热条件下的星系平均到$z\sim 4$。此外，对同一跃迁在不同红移处的CO光度函数的比较表明，CO的演化不是由激发驱动的。星系中分子气体的宇宙密度$ρ_{\rm H2}$表现出从高红移增加到$z\sim1.5$，然后下降到现在的一个因子$\sim 6$的红移演化。这与宇宙恒星形成率密度的演化定性一致，表明在恒星形成星系群平均后，分子气体耗尽时间…
2020-09-22 astro-ph.GA
The ALMA Spectroscopic Survey in the HUDF: A model to explain observed 1.1 and 0.85 millimeter dust continuum number counts
我们提出了一个新的半经验模型的尘埃连续数计数的星系在1.1毫米和850 \micron。我们的方法耦合的观测动机模型的恒星质量和SFR分布的星系与经验的标度关系来预测这些星系的尘埃连续通量密度。在不需要调整IMF的情况下，该模型再现了目前可用的1.1毫米和850 \micron数计数的观测结果，包括在0.3 mJy \citep{Gonzalez2019numbercounts}以下的1.1毫米数计数中观测到的平坦化以及不同星系属性的离散箱中的数计数。我们的预测包括：（1）在1.1毫米波下，在通量密度小于1 mJy（3 mJy）的星系中占主导地位（850 $μ$ m）的红移介于$z=1$和$z=2$之间，恒星质量为$\sim 5\times10^{10}~\rm{M}_\odot$，尘埃质量为$\sim 10^{8}~\rm{M}_\odot$ ;（2）观测到的1.1毫米数计数中的平坦化对应于1.1毫米光度函数的拐点。预测在850 $μ$ m处的数计数也有类似的平坦化;（3）该模型再现了当前1.1毫米探测的红移分布;（4）为了有效地通过尘埃连续体探测大量星系，未来的调查应该在达到0.1 mJy的1.1毫米通量密度时扫描大面积区域，而不是积分到更暗的通量。我们的建模框架还表明，可以从1.1毫米和850 $μ$ m数计数中提取的星系物理信息量几乎耗尽。
2020-02-17 astro-ph.GA
The ALMA Spectroscopic Survey in the HUDF: the molecular gas content of galaxies and tensions with IllustrisTNG and the Santa Cruz SAM
哈勃超深场ALMA光谱巡天（ASPECS）为星系分子气体性质的星系形成模型提供了新的约束条件。我们比较结果从ASPECS预测两个宇宙学星系形成模型：的IllustrisTNG流体动力学模拟和圣克鲁斯半解析模型（SC SAM）。我们探索了几种配方来模拟星系的H $_2$含量，发现它们彼此一致，并考虑到ASPECS的灵敏度限制和调查区域。对于正则CO到H的$_2$转换因子为$α_{\rm CO} = 3.6\,\rm{M}_\odot/(\rm{K}\,\rm{km/s}\,\rm{pc}^{2})$，我们的工作结果包括：（1）模型预测的$z>1$星系的H $_2$质量与恒星质量的函数关系比观测值低2-3倍;（2）模型不能再现H $_2$富集星系的数目ASPECS观测到的（$M_{\rm H2} > 3\times 10^{10}\,\rm{M}_\odot$）星系（3）由IllustrisTNG预测的H $_2$宇宙密度演化（SC SAM）处于张力状态（仅仅是同意）与观测到的宇宙密度，即使在考虑了ASPECS选择函数和场间方差效应之后。在$z>1$上采用一个CO到H的$_2$转换因子，其范围在$α_{\rm CO} = 2.0 - 0.8\,\rm{M}_\odot/(\rm{K}\,\rm{km/s}\,\rm{pc}^{2})$，可以缓解模型和观测之间的紧张关系。通过观测和理论来…
2019-03-21 astro-ph.GA
The ALMA Spectroscopic Survey in the HUDF: CO Excitation and Atomic Carbon in Star-Forming Galaxies at $z=1-3$
我们调查的CO激发和星际介质（ISM）的条件下，在$z=0.46-3.60$的22个恒星形成星系的冷气体质量选择的样本，观察到的ALMA光谱调查的一部分，在哈勃超深场（ASPECS）。结合VLA随访观察，我们检测到总共34个CO $J \rightarrow J-1$跃迁，其中$J=1$高达$8$（以及额外的21个上限，高达$J=10$）和6个[C I] ${^3P}_1 \rightarrow {^3P}_0$和${^3P}_2 \rightarrow {^3P}_1$跃迁（以及12个上限）。CO（2-1）和CO（3-2）选择星系，分别在$z=1.2$和$2.5$，表现出一个范围内的激发中$J=4,5$和高$J=7,8$线，平均低于（$L_{\rm IR}$ -更明亮）BzK色和亚毫米选择星系在类似的红移。前者意味着温暖的ISM组件不一定普遍存在于PDMATHAMT的气体质量选择星系。我们使用叠加和大速度梯度模型来测量和预测$z<2$和$z\geq2$的平均CO阶梯，分别找到$r_{21}=0.75 \pm 0.11$和$r_{31}=0.77 \pm 0.14$。从模型中，我们推断，在$z\geq2$的星系有内在的更高的激发比在$z<2$。这符合这样一幅图景，即全球激发是由具有红移的星系的恒星形成率表面密度增加驱动的。我们得出一个中性原子碳丰度的$(1.9 \pm 0.4) \…
2020-09-23 astro-ph.GA
Nature and physical properties of ALMA selected galaxies using MUSE spectroscopy
绘制宇宙分子气体含量的地图是我们理解星系在宇宙时间内形成的关键。在深场的谱线扫描，如哈勃超深场（HUDF），提供了一个独特的看法冷气体内容出高红移。通过进行“万物光谱学”，这些通量有限的观测对星系中的分子气体很敏感，而无需预先选择，从而揭示了传统研究中不会选择的星系中的冷气含量。为了利用分子气体观测，关键是要了解在分子气体中探测到的星系的物理条件，例如它们的星际介质条件。幸运的是，使用积分场光谱仪进行的深入调查正在提供前所未有的星系群视图，为数千个星系提供红移和重新框架紫外线/光学线的测量。我们提出了从ALMA光谱调查的HUDF（ASPECS），深积分场光谱从MUSE HUDF调查和多波长数据之间的协同作用的结果。我们讨论了在分子气体中探测到的星系的性质，以及它们的物理性质，如恒星形成率和金属丰度。我们展示了如何ALMA和MUSE积分场光谱的组合可以约束的物理性质，位于周围的主要序列的星系在星系形成的高峰。
2019-10-11 astro-ph.CO astro-ph.GA
A deep ALMA image of the Hubble Ultra Deep Field
我们提出的第一个，深ALMA成像覆盖了整个4.5平方角分的哈勃超深场（HUDF）的结果，如先前与WFC 3/IR在HST上成像。使用45个点的马赛克，我们已经获得了均匀的1.3毫米图像的HUDF，实现了均方根灵敏度为35 microJy，分辨率为0.7弧秒。从约50个> 3.5 σ峰值的初始列表中，严格分析确认了通量密度S（1.3）> 120微焦耳的16个源。所有这些都有安全的星系对应物，具有强大的红移（<z>= 2.15），并且在新的深JVLA成像中也在6 GHz处检测到12个。由于在这个独特的领域有丰富的支持数据，ALMA源的物理性质受到很好的限制，包括它们的恒星质量（M*）和UV+FIR恒星形成率（SFR）。我们的结果表明，恒星质量是高z宇宙中SFR的最佳预测因子;事实上，在z > 2时，我们的ALMA样本包含了HUDF中9个M* > 2 x 10^10 Msun的星系中的7个，而在z > 3.5时，我们只检测到一个星系，这反映了随着红移的增加，高质量星系的快速下降。探测，加上叠加，使我们能够探测红移/质量分布的1.3毫米的背景下降到S（1.3）~ 10微焦耳。我们发现了强有力的证据，陡峭的“主序列”的恒星形成星系在z ~ 2，与SFR \propto M* 和平均特定SFR = 2.2 /Gyr。此外，我们还发现，在z ~ 2处，约85%的恒星形成都被尘埃…
2016-12-20 astro-ph.GA
The ALMA Spectroscopic Survey in the HUDF: The Cosmic Dust and Gas Mass Densities in Galaxies up to $z\sim3$
使用最深的1.2毫米的连续映射到目前为止，在哈勃超深场获得的ALMA光谱调查（ASPECS）的大程序的一部分，我们测量宇宙的尘埃密度和隐含的气体（H $_{2}+$ H I）质量在星系作为一个函数的回望时间。我们通过将所有$H$波段选定星系的贡献叠加到不同的红移仓中，即$ρ_{\rm dust}(M_\ast>M,z)$和$ρ_{\rm gas}(M_\ast>M,z)$中，从而达到这个目的。在所有的红移中，当$M$降低到$10^{10}\,M_\odot$时，$ρ_{\rm dust}(M_\ast>M,z)$和$ρ_{\rm gas}(M_\ast>M,z)$迅速增长，但是这种增长在更低的恒星质量时减慢。这种平坦化意味着在我们的恒星质量完整性极限（$10^8\,M_\odot$和$10^{8.9}\,M_\odot$在$z\sim0.4$和PDMATHAMV），这两个量都收敛到星系中宇宙尘埃和气体的总质量密度。宇宙尘埃和气体的质量密度在宇宙早期增加，在$z\sim2$附近达到峰值，与当地宇宙中的尘埃和分子气体的密度相比，分别减少了一个因子$\sim4$和7。静止星系的贡献，几乎没有正在进行的恒星形成-宇宙尘埃和气体的质量密度是次要的（$\lesssim10\%$）。宇宙气体质量密度的红移演化类似于恒星形成速率密度，正如先前通过基于CO的测量所发现的那样。这证实了星系在整个宇宙时…
2020-02-20 astro-ph.CO astro-ph.GA
An ALMA survey of submillimetre galaxies in the Extended Chandra Deep Field South: Spectroscopic redshifts
本文给出了在扩展的Chandra深场南方（ALMA-LESS巡天）中由ALMA对870 μ m探测源的跟踪观测中发现的S（870）> 2 mJy亚毫米星系（SMG）的光谱红移。我们得到了52个SMG的光谱红移，中值为z=2.4+/-0.1。然而，该分布具有高红移尾，约25%的SMG在z>3。光谱诊断表明，SMG是年轻的星爆，星云发射线和紫外线ISM吸收线之间的速度偏移表明，许多SMG是驱动风，速度偏移高达2000 km/s。利用光谱红移和广泛的紫外-射电测光，我们使用Magphys产生优化的光谱能量分布（SED），并使用SED推断具有光谱红移的SMG的中值恒星质量M*=（6+/-1 x10 ^{10}Msol。通过将这些恒星质量与恒星形成率（从远红外SED测量）相结合，我们表明SMG（平均）在z~2处高于主序星约5倍。我们提供了这个库的52个模板适合与强大的和良好的采样SED可作为资源的SMG未来的研究，并发布了光谱目录的~2000（主要是红外选择）星系的光谱活动的一部分。
2017-05-09 astro-ph.GA
A 52 hours VLT/FORS2 spectrum of a bright z~7 HUDF galaxy: no Ly-alpha emission
我们的目标是确定GDS-1408的红移，它是位于哈勃超深场的最坚实的z~7星系候选者。我们使用了我们和另外两个小组在过去五年中在VLT上用FORS 2收集的GDS-1408的所有VLT光谱，总积分时间为52小时。合并后的光谱是在再电离时期获得的星系最深的光谱。我们没有检测到任何发射线或连续的整个波长范围内，高达10100 A。基于一组精确的模拟，我们能够在所探索的波长范围内设定严格的上限，即在3-9 σ处f（Lya）<3 × 10 ^（-18）erg/s/cm 2，对应于静止帧等效宽度EW<9 A。结合这一限制与SED模型，我们细化红移为z=6.82+/- 0.1（1-sigma）。同样的SED拟合表明GDS-1408相对灭绝（A1600~1），其尘埃校正的恒星形成率约为20 Msol/yr。通过对B类复合理论预测的未衰减等效宽度与实验测量的上限值的比较，给出了Lya有效逃逸分数f_（esc）^（eff）（Lya）<8%的限制。尽管我们不能排除星系间/环星系介质对衰减线的主要贡献，但一个合理的解释是，GDS-1408是适度进化的，在到达星系间介质之前，它含有足够的气体和尘埃来衰减Lya发射。即使是最好的z~7候选者的红移确认也很难用当前一代的8- 10米级望远镜实现（除非Lya或异常强的静止紫外星云发射线存在）。我们表明，JWST和E-ELT将是必要的，以取得决定性的进展。目前，通…
2014-07-14 astro-ph.GA
The MUSE Hubble Ultra Deep Field Survey: II. Spectroscopic redshifts and comparisons to color selections of high-redshift galaxies
我们用多单元光谱探测器（MUSE）在哈勃超深场（HUDF）进行了两层光谱测量（1 'x1'超深和3 'x3'深区域）。大视场、高灵敏度和宽波长覆盖的组合提供了光谱学证实的HUDF红移的数量级改进;即，1206个HST连续谱选定天体的安全光谱红移，相当于总数（7904）的15%。红移分布远超过z>3，HST/F775 W星等微弱到约30等（AB，1-sigma）。此外，通过对发射线特征的盲搜索，在MUSE数据立方体中发现了132个没有HST对应物的源的安全红移。总的来说，我们提出了1338个高质量的红移，这是一个因素的八个增加相比，以前已知的光谱红移在同一领域。我们主要用光谱特征[OII]在z<1.5（473个天体）和Lya在2.9<z<6.7（692个天体）评估红移。对于F775 W星等，在26.5等超深场和25.5等深场，其完整性分别达到50%和> 20%，直到28-29等和~27等。我们使用确定的红移测试连续色选择（辍学）图的高z星系。F336 W退出的选择条件成功捕获了约80%的目标z~2.7星系。然而，对于更高的红移选择（F435 W，F606 W和F775 W退出），成功率下降到约20- 40%。我们根据经验重新定义了选择边界，试图将其提高到约60%。修改的边界允许捕获具有落入用于颜色-颜色选择的宽带中的高Lya等效宽度的Lya发射器的更蓝的颜色。随着这篇论文，我们发布的…
2017-10-10 astro-ph.GA
The Next Generation Deep Extragalactic Exploratory Public (NGDEEP) Survey
我们提出了下一代深河外星系探索公共（NGDEEP）调查，一个深的无缝光谱和成像周期1 JWST国库调查，旨在约束反馈机制在低质量星系在宇宙时间。NGDEEP的目标是哈勃超深场（HUDF）与NIRISS无狭缝光谱（f~1.2e-18 erg/s/cm^2，5 sigma）测量金属丰度和恒星形成率（SFR）的低质量星系通过宇宙SFR密度的峰值（0.5<z<4）。与此同时，NGDEEP用NIRCam（m=30.6-30.9，5sigma）瞄准HUDF-Par 2平行场，以发现z>12的星系，限制静止紫外光度函数的暗端斜率。NGDEEP与天空中最深的HST ACS光学成像重叠：HUDF中的F435 W（m=29.6）和HUDF-Par 2中的F814 W（m=30），使其成为首要的HST+JWST深场。作为一项财政调查，NGDEEP的数据立即公开，我们将本着以前的深入领域计划的精神迅速发布数据产品和目录。在本文中，我们介绍了NGDEEP调查设计，总结了科学目标，并详细计划公开发布NGDEEP减少数据产品。
2023-02-10 astro-ph.GA
ALMA will determine the spectroscopic redshift z>8 with FIR [O III] emission lines
利用阿塔卡玛大型毫米/亚毫米阵列（ALMA）研究了静止标架远红外（FIR）星云发射谱线在确定z>8星系光谱红移中的潜在应用。在建立了线发射率随金属丰度变化的模型后，特别是对H Ⅱ区最强的远红外线[O Ⅲ] 88 μ m线，我们基于星系形成的宇宙流体动力学模拟，预测了高z星系的线通量.由于在我们的模拟中，即使在z>8时，星系的金属丰度也达到~0.2 Zsun，因此我们预计27个AB天体的[O III] 88微米线强度为1.3 mJy，这是可以通过<1小时的ALMA积分检测到的。因此，[O III] 88微米线将是确认z=8以上光谱红移的最佳工具。
2013-12-03 astro-ph.CO astro-ph.GA
ALMA constraints on star-forming gas in a prototypical z=1.5 clumpy galaxy: the dearth of CO(5-4) emission from UV-bright clumps
本文给出了在HUDF中对一个主序星--星团星系z=1.5的深ALMA CO（5-4）观测结果。由于ALMA数据的~0.5”分辨率，我们可以将恒星星族性质与几kpc尺度上的CO（5-4）发射联系起来。我们检测到来自星系核区域的强烈CO（5-4）发射，与观察到的$L_{\rm IR}$ - $L^{\prime}_{\rm CO(5-4)}$相关性一致，并表明核星正在形成。CO（5-4）气体成分似乎比其他恒星形成示踪物或该星系中的尘埃分布更集中。我们讨论了这种差异在恒星形成效率和星系中心的质量积累方面可能产生的影响。相反，我们没有检测到任何CO（5-4）发射的UV明亮的团块。这可能意味着团块有很高的恒星形成效率（尽管它们没有显示出异常高的特定恒星形成率），并且不完全是气体主导的，气体比例不大于其宿主星系（约50%）。恒星反馈和盘的不稳定扭矩将气体汇集到星系中心，这可能有助于相对较低的气体含量。或者，如果它们的实际恒星形成速率低于通常假设的速率，则团块可能属于更标准的恒星形成效率范围。我们发现，用几种不同的，合理的方法得出的星团恒星形成率可以变化高达一个数量级。即使对于恒星形成效率和气体含量的主序值，最低估计值也与CO（5-4）未检测到兼容。
2017-06-08 astro-ph.GA
JWST Spectroscopic Census of ALMA Faint Submillimeter Galaxies in the Hubble Ultra Deep Field
The Graduate University for Advanced Studies, SOKENDAI（日本高级研究院）；National Astronomical Observatory of Japan（日本国立天文台）；Institute for Cosmic Ray Research, The University of Tokyo（东京大学宇宙射线研究所）；Kavli Institute for the Physics and Mathematics of the Universe (WPI), University of Tokyo（东京大学 Kavli 宇宙物理数学研究所）；David A. Dunlap Department of Astronomy and Astrophysics, University of Toronto（多伦多大学大卫·邓普天文学与天体物理学系）；Dunlap Institute for Astronomy and Astrophysics（邓普天文学与天体物理学研究所）
利用JWST光谱普查发现亚毫米波星系主要为被遮蔽的AGN，其金属含量高且符合质量-金属含量关系，表明其为典型的高红移大质量恒星形成星系。
2026-10-27 astro-ph.GA
Spectroscopic study and astronomical detection of doubly 13C-substituted ethyl cyanide
我们已经进行了谱线调查称为EMoCA对人马座B2（N）之间的84和114 GHz的ALMA。对热分子核Sgr B2（N2）观察到的主要同位素种类的乙基氰及其单13 C-取代的同位素异构体的线强度表明，双13 C-取代的同位素异构体也应该是可检测的。我们希望确定所有三个双13 C-取代的乙腈同位素的光谱参数，以寻找他们在我们的ALMA数据。我们研究了实验室旋转光谱的三个物种之间的150和990 GHz。我们在Sgr B2（N2）的ALMA光谱中寻找这些物种产生的发射线。我们模拟了它们的排放以及排放的12 C和单13 C-取代的同位素假设当地的热力学平衡。我们确定了超过5000个旋转转换，有关超过3500个不同的过渡频率，在实验室中的三个同位素异构体。量子数达到J ~ 115，K_a ~ 35，得到了1000 GHz以上的精确光谱参数和精确的静止频率计算。所有这三个物种都在我们的ALMA数据中明确检测到。具有一个13 C原子的同位素异构体与具有两个13 C原子的同位素异构体的12 C/13 C柱密度比为约25。乙基氰是继甲基氰之后的第二种分子，在星际介质中已经安全地检测到含有两个13 C原子的同位素体。我们的乙腈数据的模型表明，我们应该能够检测到振动卫星的主要物种至少在1130 K的v_19 = 1和高达v_13 + v_21 = 2在600 K的同位素与一个13 C原子在我们目前的A…
2016-04-12 astro-ph.GA
VLA-ALMA Spectroscopic Survey in the Hubble Ultra Deep Field (VLASPECS): Total Cold Gas Masses and CO Line Ratios for z=2-3 "Main Sequence" Galaxies
使用NSF的Karl G. Jansky甚大阵列（VLA）的观测结果，我们报告了在阿塔卡马大型亚毫米/毫米阵列（ALMA）的哈勃超深场（ASPECS）光谱巡天中，在z=2-3的星系中观测到的6个CO（J=1-0）发射和一个上限。根据CO（J=1-0）谱线强度，我们测量了M_gas = 2.4-11.6 × 10^10（α_CO/3.6）Msun的冷分子气体总质量。我们还测量了CO（J=3-2）与CO（J=1-0）的中值线亮度温度比r_31 = 0.84 +/-0.26，以及CO（J=7-6）与CO（J=1-0）的比率范围r_71 <0.05至0.17。这些结果表明，CO（J=3-2）选择的星系可能有一个更高的CO线激发平均比CO（J=1-0）选择的星系，根据有限的，目前可用的样品从ASPECS和VLA CO光度密度在高红移（COLDz）调查。这意味着以前基于CO（J=3-2）测量的星系中冷气体宇宙密度的估计值应该根据仅基于CO激发的假设平均向下修正~=2。这种校正进一步提高了目前存在的最佳约束之间的协议的冷气体密度演变的宇宙历史从线扫描调查，和隐含的特征气体耗尽时间。
2020-05-19 astro-ph.GA
ALMA Spectroscopic Survey in the Hubble Ultra Deep Field: Survey Description
我们提出的理由和观测描述ASPECS：ALMA光谱调查在哈勃超深场（UDF），宇宙学深场，具有最深的多波长数据。我们的首要目标是获得一个公正的普查分子气体和尘埃连续发射高红移（z $>$ 0.5）星系。选择覆盖在UDF内的$\sim$ 1 $'$区域与HST的最深可用成像重叠。我们的ALMA观测包括在大约均匀的线灵敏度（$L'_{\rm CO}\sim$ 2 $\times$ 10 $^{9}$ K km/s pc $^2$）下在频带3（84-115 GHz）和频带6（212-272 GHz）中的全频扫描，以及分别为3.8 $μ$ Jy束$^{-1}$和12.7 $μ$ Jy束$^{-1}$的连续噪声水平。分子调查涵盖了CO分子的不同旋转跃迁，导致基本上全部红移覆盖。[CII]发射线也被覆盖在红移$6.0<z<8.0$处。我们提出了一个定制的算法来识别线候选人的分子线扫描，并量化我们的能力，从我们的数据恢复人工源。基于是否检测到多个CO线，以及是否存在光学光谱红移以及光学对应物，我们限制了最可能的线识别。我们报告了10（11）CO线候选人在3毫米（1毫米）波段，我们的统计分析表明，$<$ 4这些（在每个波段）可能是假的。在低J CO线候选者中，总CO通量的不到1/3来自与光学/NIR对应物无关的源。我们还提出了连续带3和带6观测的地图。这里提供的数据构成了后续论文中提出的一些专门研…
2016-07-22 astro-ph.GA
ALMA spectroscopic survey in the Hubble Ultra Deep Field: CO luminosity functions and the evolution of the cosmic density of molecular gas
在本文中，我们使用ASPECS，ALMA光谱巡天在超深场（UDF）在波段3和波段6，放置盲目的约束CO光度函数和宇宙分子气体密度的演化作为红移的函数高达$z\sim 4.5$。这项研究是基于星系已经完全通过其CO排放选择，而不是通过任何其他属性。在所有的红移箱ASPECS测量达到预测的"膝盖"的CO光度函数（约$5\times10^{9}$ K公里/秒PC $^2$）。我们发现明确的证据，在CO光度函数的演变相对于$z\sim 0$，与更多的CO发光星系存在于$z\sim 2$。在$z\sim 2$观测到的星系也比最近的半分析模型预测的更富含气体。星系内随红移变化的宇宙分子气体密度显示，从$z \sim 2$到$z \sim 0$（有明显的误差线），下降了3 - 10倍，在$z>3$可能也下降了。这一趋势与观测到的宇宙恒星形成率密度的演变相似。因此，后者似乎至少部分地受到宇宙恒星形成高峰期（$z\sim2$）分子气体储存库可用性增加的驱动。
2016-09-12 astro-ph.GA
First Results from the $Herschel$ and ALMA Spectroscopic Surveys of the SMC: The Relationship Between [CII]-bright Gas and CO-bright Gas at Low Metallicity
小麦哲伦云（SMC）提供了唯一的实验室来研究分子气体的结构，在高分辨率和低金属丰度。我们目前的结果，从赫歇尔光谱调查的SMC（HS $^{3}$），映射的关键远红外冷却线[CII]，[OI]，[NII]和[OIII]在五个恒星形成区，和新的ALMA 7米阵列地图的$^{12}$ CO和$^{13}$ CO $(2-1)$覆盖重叠的四个HS $^{3}$地区。我们在所有映射的区域中检测[CII]和[OI]。这些数据使我们能够比较分子云的结构和周围的光解区域使用$^{13}$ CO，CO，[CII]和[OI]发射在$<10$ "（$<3$ pc）尺度。我们估计Av使用远红外热连续辐射尘埃和发现的CO/[CII]的比率达到银河系的值在高A $_{V}$在云的中心和下降到$\sim{1/5-1/10}\times$银河系的值在郊区，表明存在的半透明的分子气体没有跟踪明亮的CO排放。我们估计的分子气体跟踪明亮的[CII]发射在低A $_{V}$和明亮的CO发射在高A $_{V}$的量。我们发现，大多数的分子气体是在低A $_{V}$和跟踪明亮的[CII]发射，但微弱的CO发射似乎延伸到我们估计的H $_{2}$到HI过渡发生。通过将我们的H $_{2}$气体估计值转换为CO到H $_{2}$转换因子（$X_{CO}$），我们表明，$X_{CO}$主要是一个函数的A $_{V}$，与模拟和模型…
2018-01-10 astro-ph.GA
ALMA Spectroscopic Survey in the Hubble Ultra Deep Field: Molecular gas reservoirs in high-redshift galaxies
我们研究了ALMA光谱巡天（ASPECS）观测到的高$z$星系的分子气体性质，该巡天的目标是哈勃超深场（UDF）中的一个$\sim1$ arcmin $^2$区域，这是一个在3 mm和1 mm波段对CO发射（示踪分子气体）的盲测。在总共1302个星系中，有56个有光谱红移和相应的明确的物理性质。其中，11个具有红外发光度$L_{\rm{}IR}>10^{11}$ L $_\odot$，即预期检测到CO发射。其中，7个在CO中以不同的显著性检测到，4个在CO排放中未检测到。在CO检测的来源，我们发现CO的激发条件低于通常发现在星爆/SMG/类星体环境。我们使用CO光度（包括未检测到的限制）来推导分子气体质量。我们讨论了我们的研究结果的背景下，以前的分子气体观测高红移（恒星形成法，气体耗尽时间，气体分数）：CO检测星系的UDF往往驻留在低$L_{\rm{}IR}$信封的散射在$L_{\rm{}IR}-L'_{\rm{}CO}$的关系，但存在例外。对于CO检测源，我们发现平均耗尽时间为$\sim$ 1 Gyr，具有显著的分散性。分子与恒星的平均质量比（$M_{\rm{}H2}$ / $M_*$）与先前测量的主序星星系在这些红移值上的结果一致，并且再次显示了不同来源之间的巨大差异。在某些情况下，我们还测量尘埃连续发射。平均而言，尘埃为基础的分子气体的估计是一个因素$\sim$ 2-5 $\…
2016-09-12 astro-ph.GA
The ALMA Spectroscopic Survey in the Hubble Ultra Deep Field: Evolution of the molecular gas in CO-selected galaxies
我们分析了哈勃超深场（ASPECS）大型计划ALMA光谱巡天中发现的16个明亮CO线发射星系的星际介质性质。这个CO $-$选择的星系样本是由一对夫妇的额外的CO线发射器的UDF的基础上确定的MUSE光谱红移。ASPECS CO $-$选定的星系涵盖了更大范围的恒星形成率和恒星质量相比，文献CO发射星系在$z>1$的标度关系已经建立以前。大多数ASPECS CO选择星系遵循这些既定的关系，在气体耗尽的时间尺度和气体分数作为红移的函数，以及恒星形成率-恒星质量关系（“星系主序星”）。然而，我们发现，$\sim30\%$的星系（16个中的5个）是偏离星系的主序列在各自的红移，与$\sim12\%$（16个中的2个）低于这种关系。一些富含CO的星系表现出较低的恒星形成率，但仍显示出大量的分子气体库，产生长的气体耗尽时间尺度。利用我们的观测探测到的定义明确的宇宙体积，我们测量了星系上方，下方和星系主序列上的总宇宙分子气体密度在不同的回望时间的贡献。我们的结论是，主序星星系是最大的贡献分子气体密度在任何红移探测我们的观测（z $\sim$ 1 $-$ 3）。主序以上的星暴星系的各自贡献从z $\sim$ 2.5到z $\sim$ 1减少，而我们发现了初步的证据，从主序以下的被动星系的宇宙分子气体密度的贡献增加。
2019-07-22 astro-ph.GA
A Deep ALMA Survey of the Redshift Distribution of Dusty Star-forming Galaxies
University of Wisconsin–Madison（威斯康星大学麦迪逊分校）；University of Hawaii（夏威夷大学）；Institute for Astronomy, University of Hawaii（夏威夷大学天体物理研究所）；Universidad de Tarapacá（塔拉帕卡大学）
本文利用ALMA对GOODS-S区域的870μm选样尘埃星系进行光谱后续调查，确定52个星系的红移，发现光谱红移方法存在较大偏差，表明高红移尘埃星系数量较少。
2026-07-14 astro-ph.GA
The ALMA Spectroscopic Survey Large Program: The Infrared Excess of z=1.5-10 UV-selected Galaxies and the Implied High-Redshift Star Formation History
我们利用哈勃超深场（HUDF）ASPECS ALMA大型项目的1.2mm连续观测资料（9.3 microJy/beam RMS），对红移范围z=1.5-10（在整个范围内4 σ时~7-28 Msolar/yr）的1362个Lyman break星系中尘埃遮蔽的恒星形成进行了探测。我们发现，在z=1.5-10的样本中，ALMA检测到的星系比例随着恒星质量的增加而急剧增加，检测比例从10^9 Msolar时的0%上升到>10^{10} Msolar时的85（-18）（+9）%。此外，在ASPECS足迹上叠加所有1253个低质量（<10^{9.25} Msolar）星系，我们发现平均连续通量为-0.1+/-0.4 microJy/beam，这意味着在典型的低质量星系中，模糊SFR的上限为<0.6 Msolar/yr（4 sigma）。在我们的ASPECS数据中也可以看到紫外选择星系的红外过量IRX（L（IR）/L（UV））和紫外连续谱斜率之间的相关性，并且在>10^{9.5} M_{solar}时与Calzetti关系一致，在较低质量时与SMC关系一致。利用CANDELS上z~2星系的恒星质量和β测量结果，我们导出了β与恒星质量之间的一个新的经验关系，并利用这个关系证明了我们的IRX-β和IRX-恒星质量关系是一致的。然后，我们使用这些约束来表示作为一个二元函数的β和恒星质量的红外过剩。…
2020-10-19 astro-ph.GA
ALMA spectroscopic survey in the Hubble Ultra Deep Field: Continuum number counts, resolved 1.2-mm extragalactic background, and properties of the faintest dusty star forming galaxies
我们提出了一个深（1 $σ$ =13 $μ$ Jy）宇宙学1.2毫米连续谱图的基础上ASPECS，ALMA光谱调查在哈勃超深场的分析。在1弧分$^2$所涵盖的ASPECS，我们检测到9个源在$>3.5σ$的意义在1.2毫米。我们的ALMA-选择的样本有一个中位数红移$z=1.6\pm0.4$，只有一个星系检测到z $>$ 2内的调查区域。该值明显低于在较高通量密度截止和类似频率下选择的毫米样品中发现的值。大多数星系的恒星形成率与主序星相同，我们分别得到了恒星质量和恒星形成率的中值为$4.0\times10^{10}\ M_\odot$和$\sim40~M_\odot$ yr $^{-1}$。使用的尘埃排放作为示踪剂的ISM质量，我们推导出的耗尽时间，通常长于300万年，我们发现分子气体分数范围从$\sim$ 0.1到1.0。正如以前的研究所指出的，这些值比使用基于CO的ISM估计值低一个因子$\sim$ 2。1 mm的计数（校正保真度和完整性）与以前的研究，通常限于较亮的来源是一致的。我们的个人检测，我们恢复$55\pm4\%$的河外背景光（EBL）在1.2毫米测量的普朗克卫星，我们恢复$80\pm7\%$的EBL，如果我们包括明亮端的数量计数和额外的检测叠加。堆积的贡献主要是星系在$z\sim1-2$，与恒星质量（1-3）$\times$ 10 $^{10}$ M $_\odot…
2016-09-08 astro-ph.GA
Deep ALMA redshift search of a z~12 GLASS-JWST galaxy candidate
詹姆斯·韦伯太空望远镜（JWST）在非常早期的宇宙（大爆炸后的$< 500$）中发现了大量令人惊讶的明亮星系候选者，对当前的星系形成模型提出了质疑。光谱学需要确认这些候选星系的原始性质，以及了解第一个星系如何形成恒星和成长。在这里，我们提出了对GHZ 2/GLASS-z12的深光谱和连续ALMA观测，GLASS-JWST早期发布科学计划中确定的$z > 10$最明亮和最强大的候选者之一。我们检测到一条$5.8 σ$线，从GHZ 2/GLASS-z 12的JWST位置偏移0.5”，将其与[OIII] 88微米跃迁相关联，意味着$z = 12.117 \pm 0.001$的光谱红移。我们使用广泛的统计测试验证检测。氧线光度将GHZ 2/GLASS-z12置于贫金属星系的[OIII]-SFR关系之上，这意味着该系统中[OIII]发射的增强，而JWST观测到的发射可能是低金属量区域。这些观测所看到的尘埃排放的缺乏与JWST观测到的蓝色紫外线斜率一致，这表明在这个早期时期星系中的尘埃衰减很小。进一步的观测将明确地证实红移，并阐明这个早期星系的宽线和偏移线的起源和物理性质。这项工作说明了JWST和ALMA之间的协同作用，并为未来$z > 10$星系候选者的光谱调查铺平了道路。
2023-01-24 astro-ph.GA
ALMA Spectroscopic Survey in the Hubble Ultra Deep Field: implications for spectral line intensity mapping at millimeter wavelengths and CMB spectral distortions
我们提出了直接估计的平均天空亮度温度在观测波段约99 GHz和242 GHz由于线发射从遥远的星系。这些值是从使用ALMA（“ASPECS”调查）对高红移星系光谱线发射进行的盲深调查中观察到的总线发射计算出来的。在99 GHz波段，中高红移星系CO的转动跃迁将主导平均亮度。在242 GHz频段，发射可能是高阶CO线的组合，也可能是来自极高红移星系（$z \sim 6$至7）的[CII] 158 $μ$ m线发射。平均线表面亮度是一个与测量宇宙微波背景的光谱畸变有关的量，也是使用强度映射研究早期宇宙大尺度结构的潜在工具。虽然宇宙的体积和探测的数量是公认的小，这个试点调查提供了一个直接测量的平均线表面亮度，独立的转换因子，激发，或其他星系形成模型的假设。在99 GHZ波段的平均表面亮度为：$T_B = 0.94\pm 0.09$ $μ$ K。在242 GHz频段，平均亮度为：$T_B = 0.55\pm 0.033$ $μ$ K。这些应该被解释为平均天空信号的下限，因为我们只包括在盲测中单独检测到的线条，而在低分辨率强度映射实验中，也将有来自低光度星系的总和贡献，这些星系在当前的盲测中无法单独检测到。
2016-08-09 astro-ph.GA
ALMA Spectroscopic Survey in the Hubble Ultra Deep Field: Search for [CII] line and dust emission in 6<z<8 galaxies
我们提出了一个搜索的[CII]线和尘埃连续发射的光学脱落星系在$z>6$使用ASPECS，我们的ALMA光谱调查在哈勃超深场（UDF）。我们的观测覆盖了$212-272$ GHz的频率范围，大约包括了[CII]线发射的$6<z<8$范围，并达到了L $_{\rm [CII]}\sim$（1.6-2.5）$\times$ 10 $^{8}$ L $_{\odot}$的极限光度。我们确定14 [CII]线发射候选人在这个红移范围内的意义$>$ 4.5 $σ$，其中两个对应于盲检测没有光学同行。在这个显著性水平上，我们的统计分析表明，我们的候选人中约有60%是假的。对于我们盲目选择的[CII]线候选者之一，我们在我们的平行3 mm线扫描中试探性地检测CO（6-5）线。在1.2 mm连续体中没有单独检测到候选线。所有[CII]候选的堆叠导致利用$S_{1.2mm}=14\pm5μ$ Jy的试验性检测。这意味着尘埃遮蔽的恒星形成率（SFR）为$(3\pm1)$ M $_\odot$ yr $^{-1}$。我们发现，两个最高的-SFR对象有候选人[CII]线的亮度是一致的低红移$L_{\rm [CII]}$与SFR的关系。其他候选人有显着更高的[CII]亮度比预期从他们的紫外-基于SFR。在当前的灵敏度下，尚不清楚这些源中的大多数是固有亮[CII]发射器还是杂散源。如果我们的候选线中只有一条是…
2016-08-09 astro-ph.GA
The Bright Extragalactic ALMA Redshift Survey (BEARS) II: Millimetre photometry of gravitational lens candidates
本文利用ALMA毫米波观测研究Herschel选源的引力透镜候选体，发现多数亮源对应单个ALMA源，且毫米波数据能显著提高光度红移估算精度。
2023-01-06 astro-ph.GA
MUSE-ALMA Haloes VII: Survey Science Goals & Design, Data Processing and Final Catalogues
已知星系环星系区的气体循环是多相的。MUSE-ALMA Haloes调查收集了大量多波长的吸收和发射数据观测样本，目的是显着提高我们对这种CGM气体物理特性的理解。MUSE-ALMA Haloes调查的一个关键组成部分是与VLT/MUSE、ALMA和HST一起进行的多设施观测活动。MUSE-ALMA Haloes目标包括19个VLT/MUSE IFS类星体场，其中包括32个$z_{\rm abs}<$ 0.85强吸收体，其测量的N $_{HI}$ $\geq 10^{18}$ cm $^{\rm -2}$来自紫外光谱。此外，我们还使用了一个新的补充HST介质程序，通过40轨道三波段UVIS和IR WFC 3成像来测量星系的恒星含量。除了韦伯选择的目标，我们检测到3658个来源的所有领域相结合，包括703个物体的光谱红移。这个星系选择的样本构成了当前论文的主要焦点。我们已经获得了一些领域的毫米ALMA观测，以探测这些物体的分子气体性质。在此，我们提出了总体调查的科学目标，目标选择，观测策略，数据处理和源识别的全样本。此外，我们还提供了VLT/MUSE，ALMA和HST宽带图像中检测到的所有天体的星等测量目录以及来自VLT/MUSE观测的相关光谱红移。总之，这一数据集提供了中性原子气体，分子气体和恒星在同一对象中的强大特性，从而导致在复杂的星系结构中的凝聚态物质的重子普查。
2022-12-01 astro-ph.GA
JWST, ALMA, and Keck Spectroscopic Constraints on the UV Luminosity Functions at z~7-14: Clumpiness and Compactness of the Brightest Galaxies in the Early Universe
该研究利用JWST、ALMA和Keck光谱确认z~7-14的60个亮星系，发现其紫外光度函数与双幂律一致但亮端与理论模型有张力，还揭示z~7亮星系多成团（合并星暴）、z≳10亮星系分延展（弱高电离线）和致密（强高电离线）两类，解释其丰度过高成因。
2024-11-29 astro-ph.GA
An ALMA survey of submillimeter galaxies in the COSMOS field: Multiwavelength counterparts and redshift distribution
我们进行了有针对性的ALMA观测的129个领域的COSMOS在1.25毫米，检测152个星系在S/N $\geq$ 5与平均连续RMS为150 $μ$ Jy。这些场表示在0.72平方度的面积上具有1.1 mm S/N $\geq$ 4的AzTEC / ASTE源的S/N受限样本。鉴于ALMA的精细分辨率和COSMOS中提供的特殊光谱和多波长光度数据，这项调查使我们能够通过光谱或光度手段识别亚毫米星系对应物并确定其红移。除了30个先前光谱红移的来源，我们通过光度测量方法确定了113个星系的红移，另外9个来源具有较低的限制，这使得统计上可靠的确定红移分布。我们已经将33个AzTEC源解析为多组分系统，我们的红移表明其中9个可能存在物理关联。我们的整体红移分布峰值在$z\sim$ 2.0处，具有高红移尾部，使中值红移偏斜至$\tilde{z}$ =2.48 $\pm$ 0.05。我们发现，更明亮的毫米源优先发现在较高的红移。最暗的源，S $_{1.25 \rm mm}$ <1.25 mJy，其中值红移为$\tilde{z}$ =2.18 $\pm$ 0.09，而最亮的源，S $_{1.25 \rm mm}$ >1.8 mJy，其中值红移为$\tilde{z}$ =3.08 $\pm$ 0.17。在考虑了光谱能量分布形状和选择效应后，这些结果与以往的几次亚毫米星系巡天观测结果一致，并且支持…
2017-09-07 astro-ph.GA
The Sub-millimeter Rotational Spectrum of Ethylene Glycol up to 890 GHz and Application to ALMA Band 10 Spectral Line Data of NGC 6334I
用调频亚毫米波光谱仪在360-890 GHz之间记录了乙二醇最稳定构象HO（CH $_2$）$_2$ OH的转动光谱。改进和扩展的光谱参数在以前的努力提供了预测的目录频率乙二醇与足够的精度比较高频天文数据。编目线位置的改善，以及需要提高精度，使高频实验室工作，证明了在ALMA波段10观测的高质量恒星形成区域NGC 6334 I在890 GHz的乙二醇发射的分析。在亚毫米波长/太赫兹频率的准确旋转光谱的需要进行了讨论。
2019-12-03 astro-ph.GA
Revised spectroscopic parameters of SH$^+$ from ALMA and IRAM 30 m observations
氢化物代表了星际化学的第一步。特别是硫代氨基甲烷（SH $^+$），是高能过程的关键示踪剂。我们使用ALMA和IRAM 30 m望远镜搜索SH $^+$朝向猎户座棒的最低频率旋转线，猎户座棒是由强紫外辐射场照射的典型光解离区域。在以往对SH $^+$的$Herschel$ /HIFI观测的基础上，我们期望在346 GHz附近探测到$N_J = 1_0 - 0_1$精细结构（FS）分量的两个SH $^+$超精细结构（HFS）分量的发射。虽然我们在实验室数据预测的频率下没有观察到任何谱线，但我们检测到两条发射谱线，每条$\sim$比SH $^+$预测高15 MHz，并且具有SH $^+$预期的相对强度和HFS分裂。这两条新探测到的谱线的静止频率与SH $^+$实验室数据的其余部分比在346 GHz附近的实验室中测得的、先前归因于SH $^+$的单条谱线更相容。因此，我们将这些新的功能分配给两个SH $^+$ HFS组件的$N_J = 1_0 - 0_1$ FS组件，并重新确定其光谱参数，这将是有用的SH $^+$的未来观测，特别是如果其最低频率FS组件进行了研究。我们的观察表明，这些线的SH $^+$搜索在地面上很容易访问的频率的适用性。
2014-09-05 astro-ph.GA physics.atm-clus
ALMA as a Redshift Machine: Using [CII] to Efficiently Confirm Galaxies in the Epoch of Reionization
[CII] $_{158μm}$线一直被认为是一条很有前途的线，可以用光谱学方法确认处于再电离时期的星系。本文介绍了在$z\sim7$上对六个特别明亮的莱曼Break星系中[CII]的新的ALMA观测光谱扫描结果。这六个源是从使用COSMOS/UltraVISTA视野上的广域光学、近红外和斯皮策/IRAC数据识别的明亮$z\sim7$星系样本中提取的，并且是基于对其红移的严格限制而确定的。IRAC [3.6]-[4.5]颜色。我们在我们的六个目标（$50\%$）中的三个中检测到显著的（$>9σ$）[CII]线，其与来自地面/天基近红外成像的其余$UV$发射共空间。[CII]线的亮度位于$5.6$到$8.8\times10^{8}L_{\odot}$的范围内，与局部[CII]-SFR关系一致。同时，与局部（U）LIRGS相比，其[CII]/ $L_{IR}\sim1-3\times10^{-3}$比值略微升高。这可能是由于粉尘与气体或粉尘与金属的比率较低。我们还发现，我们的源显示出很大的运动学多样性，一个源显示出旋转的迹象，一个源可能是一个主要的合并和一个分散为主的源，可能包含一个明亮的恒星形成的团块。我们的研究结果突出了光谱扫描的有效性与ALMA在光谱确认发光星系在再电离的时代，这是正在进行的REBELS大型计划中的一个显着较大的样本上应用。
2022-02-08 astro-ph.GA
An upper limit on [OIII] 88 $μ$m and 1.2 mm continuum emission from a JWST $z \approx 12-13$ galaxy candidate with ALMA
一些新的$z>11$星系候选者最近已经根据詹姆斯·韦伯太空望远镜（JWST）的近红外摄像机观测被确定。这些候选者的光谱确认是必要的，以有力地测量它们的红移，并将它们置于我们对早期宇宙中星系形成的理解中。GLASS-z13是这些候选者之一，据报道具有光度红移$z>11.9$。我现在公开可用的阿塔卡马大型毫米/亚毫米阵列（ALMA）波段6主任的自由裁量时间观测（项目2021.A.00020.S; PI T。Bakx），通过在红移范围$z=11.9-13.5$中搜索[OIII]线发射来获得GLASS-z13的光谱红移。在GLASS-z13周围的孔径内提取的积分光谱中没有检测到[OIII]发射，也没有在使用自动线查找算法时检测到[OIII]发射（对成像应用不同的UV加权策略）。1.2也未检测到与GLASS-z13相关的mm连续发射。如果GLASS-z 13在z $\approx$ 12-13处，则这意味着[OIII]和静止帧$\sim$ 90 $μ$ m连续发射的3- $σ$上限分别为$\sim1\times10^8\,\rm{L}_\odot$和10.8 $μ$ Jy。未检测到[OIII]和连续发射并不一定意味着GLASS-z13不在$z\approx12-13$。它也可以用低金属量（$\sim 0.2\,\rm{Z}_\odot$或更低）和/或高密度（至少100 $\rm{cm}^{-…
2022-12-15 astro-ph.GA
Panchromatic Study of the First Galaxies with Large ALMA Programs
由于深光学到近红外成像和光谱学，在表征早期宇宙（z > 4）星系的静止框架UV到光学性质方面取得了重大进展。利用哈勃、斯皮策和地面设施（凯克、斯巴鲁和VLT）进行的观测提供了光谱学和光度学的红移、空间结构的测量、恒星质量和星系大样本的光发射线。最近，阿塔卡马大（次）毫米阵列（ALMA）已成为推动高红移星系的研究到远红外波长的主要参与者，从而使全色调查在许多顺序的频率成为可能。虽然过去的研究主要集中在明亮的亚毫米星系上，但ALMA的灵敏度现在可以进行像ALPINE这样的调查，重点是测量z > 4的大样本正常主序星星系的气体和尘埃特性。将不同波长的观测结合成一幅星系形成和演化的全色图像，是天文学界目前和未来的一个重要焦点。
2019-01-04 astro-ph.GA
A SPectroscopic survey of biased halos In the Reionization Era (ASPIRE): Spectroscopically Complete Census of Obscured Cosmic Star Formation Rate Density at $z=4-6$
本研究依托ASPIRE项目的JWST与ALMA观测数据，完成了$z=4-6$处光谱完整的尘埃恒星形成星系统计，测定了该时期受尘埃遮蔽的宇宙恒星形成率密度，发现$z\sim5$时约66%的宇宙恒星形成活动仍被尘埃遮蔽。
2024-12-09 astro-ph.GA
ALMA detection of water vapour in the low mass protostar IRAS 16293$-$2422
低质量原恒星IRAS 16293 $-$ 2422是一个著名的年轻恒星系统，位于蛇夫座的L1689 N分子云中。在星际介质和太阳系天体中，水是生命形成的必要物种。利用阿塔卡马大毫米/亚毫米阵列（ALMA）波段5观测，对低质量原恒星IRAS 16293 $-$ 2422的水（H $_{2}$ O）蒸气旋转发射线进行了光谱探测。在频率$ν$ = 183.310 GHz处检测到H $_{2}$ O的发射线，跃迁J=3 $_{1,3}$ $-$ 2 $_{2,2}$。水蒸气发射线的统计柱密度为$N$（H $_{2}$ O）= 4.2 $\times$ 10 $^{16}$ cm $^{-2}$，激发温度（$T_{ex}$）= 124 $\pm$ 10 K。H-$_{2}$ O相对于H-$_{2}$的丰度分数为1.44 $\times$ 10 $^{-7}$，其中$N$（H-$_{2}$）= 2.9 $\times$ 10 $^{23}$ cm $^{-2}$。
2021-06-17 astro-ph.GA
An ALMA Spectroscopic Survey of the Brightest Submillimeter Galaxies in the SCUBA-2-COSMOS field (AS2COSPEC): Survey Description and First Results
我们介绍了ALMA波段3光谱调查，针对最亮的亚毫米星系（SMG）在COSMOS领域。在这里，我们提出了第一个结果的基础上，有870 $μ$ m通量密度的$S_{870}=12.4-19.3$ mJy的18个主要的SMG，并从260 ALMA检测SMG从AS 2COSMOS调查的父样本。我们在17中检测到发射线，并确定它们的红移在$z=2-5$的范围内，中值为${3.3\pm0.3}$。我们证实了具有较亮的$S_{870}$的SMG位于较高的红移。数据还包括五个较暗的同伴SMG，我们获得线检测在一个。与以前的研究一起，我们的研究结果表明，对于SMG，满足我们的选择，他们最亮的同伴SMG物理上与他们相应的主SMG在$\ge40$ %的时间，这表明合并在触发恒星形成中发挥了作用。通过模拟前景引力场，可以用放大率$μ>2$对主要SMG的$<10$ %进行强透镜化。我们确定，约90%的主要SMG的线，更好地描述了双高斯分布，和两个高斯峰的中位数分离为430 $\pm$ 40 km s $^{-1}$。这使得平均重子质量的估计，这与线色散测量一起把我们的主要SMG上的类似的质量- $σ$相关发现当地早型星系。最后，我们发现$z>4$的原生SMG的数密度为$1^{+0.9}_{-0.6}\times10^6$ cMpc $^{-3}$，这表明它们可能是$z\sim3-4$的大质量静止星系的祖先。
2022-03-28 astro-ph.CO astro-ph.GA
ALMaQUEST -- IV. The ALMA-MaNGA QUEnching and STar formation (ALMaQUEST) Survey
ALMaQUEST（ALMA-MaNGA QUEnching and STar formation）巡天是一个利用阿塔卡马大型毫米波阵列（ALMA）对46个星系进行空间分辨$^{12}$ CO（1-0）测量的计划，这些星系是从Apache Point Observatory（MaNGA）DR 15光学积分场分光巡天中选出的。ALMaQUEST巡天的目的是研究恒星形成活动对附近星系kpc尺度的冷分子气体含量的依赖性。该样本由跨越范围广泛的特定恒星形成率（sSFR）的星系组成，包括星爆（SB），主序星（MS）和绿谷（GV）星系。在本文中，我们介绍了ALMA观测的样本选择和特征，并展示了空间匹配的恒星星族和气体测量相结合所带来的一些关键结果。考虑到全球（孔径匹配）恒星质量，分子气体质量，和恒星形成率的样品，我们发现，sSFR依赖于恒星形成效率（SFE）和分子气体分数（$f_{\rm H_{2}}$），虽然后者的相关性稍弱。此外，sSFR对分子气体含量（SFE或$f_{\rm H_{2}}$）的依赖性强于对原子气体分数或分子-原子气体分数的依赖性，尽管具有小的HI样品尺寸。在kpc尺度上，单个星系内的SFE和$f_{\rm H_{2}}$的变化可以大到1-2 dex，从而表明空间分辨观测的可用性对于了解恒星形成和淬灭过程的细节至关重要。
2020-10-05 astro-ph.GA
Laboratory spectroscopic study and astronomical detection of vibrationally excited n-propyl cyanide
我们在84.1和114.4 GHz之间使用阿塔卡玛大型毫米/亚毫米阵列（ALMA）在其周期0和1中对人马座~B2（N）进行了称为探索分子复杂性的谱线调查。我们确定了线强度的正丙基氰在其gauche和反构象对热的分子核心人马座B2（N2），这表明我们也应该能够检测到有关的激发振动态的转换的基态振动。我们想确定的光谱参数的两个构象的正丙基氰的低振动态搜索他们在我们的ALMA数据。我们记录了实验室旋转光谱的正丙基氰在两个光谱窗口之间的36和127 GHz。我们在人马座B2（N2）的ALMA谱中寻找这些态产生的发射线。我们模拟了它们的发射和发射的基态振动状态假设当地的热力学平衡（LTE）。我们已经取得了广泛的转让的a-和b-型跃迁的四个最低振动态的gauche构象达到J和Ka量子数分别为65和20。我们分配的主要是一个类型的转变与J和Ka量子数高达48和24，分别为反构象。两个反态之间的转动和费米微扰使我们能够确定它们的能量差。由此产生的光谱参数，使我们能够识别所有四个振动状态的每个构象在我们的ALMA数据的转换。所有状态的发射特征，包括地面振动状态，很好地再现与相同的LTE建模参数，这给了我们信心的可靠性的识别，即使是只有一个明确的检测线的状态。
2016-08-29 astro-ph.GA astro-ph.IM
The ALMA Spectroscopic Survey in the Hubble Ultra Deep Field: The nature of the faintest dusty star-forming galaxies
我们提出了一个表征的物理性质的样本35个探测到的，尘埃星系在深ALMA 1.2毫米的图像作为ALMA光谱调查的一部分，在{ \it哈勃}超深场（ASPECS）大计划。该样本由通过光学/红外源位置先验识别的26个额外源补充。利用它们的光谱能量分布，我们分别得到了$4.8\times10^{10}~M_\odot$和30 $M_\odot$ yr $^{-1}$的恒星质量中值和恒星形成率（SFR），以及$(2.4-11.7)\times10^{10}~M_\odot$和$20-50~M_\odot$ yr $^{-1}$的四分位距。我们得出一个中值光谱红移为1.8与四分位数范围$1.1-2.6$，显着低于亚毫米星系在较浅的，广泛的调查。我们发现，在SFR-恒星质量关系或主序（MS）中，分别有59% $\pm$ 13%，6% $\pm$ 4%和34% $\pm$ 9%位于$\pm0.4$ dex之内，高于和低于dex。ASPECS星系密切遵循的SFR分子气体质量关系和其他先前建立的标度关系，确认的气体与恒星的质量比从$z=0.5$到$z=2.5$的一个因素的五个增加和温和的演变的气体耗尽的时间尺度与一个典型的值为0.7 Gyr在$z=1-3$。ASPECS星系位于明显低于MS，一个开发不足的参数空间，有低的气体-恒星质量比的$\sim0.1-0.2$和长的耗尽时标$>1$陀螺仪。在所有红…
2020-09-23 astro-ph.CO astro-ph.GA
A Submillimeter Perspective on the GOODS Fields (SUPER GOODS). III. A Large Sample of ALMA Sources in the GOODS-S
我们分析了在对GOODS-S进行的SCUBA-2 850微米巡天中最敏感的100弧分^2区域（均方根值<0.56毫焦）中的>4 σ源，并给出了从高分辨率干涉仪后续观测中获得的75个波段7 ALMA源（>4.5 σ）。SCUBA-2-因此ALMA-样本应完整到2.25 mJy。在这个完整样本中的53个SCUBA-2源中，只有5个没有ALMA检测，而13%（68%置信区间7-19%）有多个ALMA对应物。基于颜色的高红移尘埃星系选择技术最多只能找到总ALMA样本的55%。除了使用文献光谱和光学/近红外光度红移，我们估计FIR光度红移的基础上的Arp 220模板。我们确定了7个z>4候选者。我们看到4.5微米和24微米到850微米通量比的红移的预期下降，确认这些是z>4候选者的良好诊断。我们视觉分类52 ALMA源，发现44%（68%的置信区间35-53%）是明显的合并。我们计算静止帧2-8 keV和8- 2 - 8 keV的光度使用7毫秒钱德拉X射线图像。几乎所有在0.5-2 keV探测到的ALMA源都与已知的恒星形成星系的X射线光度与850微米通量的关系相一致，而大多数在2-7 keV探测到的ALMA源都是中等光度的活动星系核，刚好高于2-7 keV的探测阈值。后者大多数具有log N_H = 23-24 cm^-2的大量遮蔽，但其中两个高红移候选者甚至可能具有康普顿厚度。
2018-05-23 astro-ph.GA
An ALMA spectroscopic survey of the Planck high-redshift object PLCK G073.4-57.5 confirms two protoclusters
本研究利用ALMA第4频段光谱扫描，测定了普朗克选高红移天体PLCK G073.4-57.5中13个星系的光谱红移，证实其存在两个原星系团结构，为理解普朗克红外峰值的本质及星系团形成提供了观测依据。
2025-09-04 astro-ph.CO astro-ph.GA
The ALMA REBELS Survey: The First Infrared Luminosity Function Measurement at $\mathbf{z \sim 7}
本研究利用ALMA REBELS巡天数据，首次测量z~7处的红外光度函数，发现再电离时期尘埃已大量存在，其遮蔽的恒星形成贡献至少占紫外估计的10%，结果与模拟预测一致并支持红移演化特征。
2023-03-20 astro-ph.GA
The redshift distribution of dusty star forming galaxies from the SPT survey
我们使用阿塔卡马大型毫米/亚毫米阵列（ALMA）在第一周期确定光谱红移的高红移尘埃恒星形成星系（DSFG）的1.4毫米连续辐射在南极望远镜（SPT）的调查选择。我们提出了ALMA 3毫米光谱扫描84- 114 GHz之间的15个星系和有针对性的ALMA 1毫米观测另外八个源。我们对CO、[CI]、[NII]、H_2O和NH_3的观测得到了30条新的谱线。我们进一步提出了APEX [CII]和CO mid-J观测7个源，其中只有一条线被检测到的光谱扫描数据从ALMA周期0或周期1。我们结合新的观测与以前公布的和新的毫米/亚毫米线和测光数据的SPT选择DSFG研究它们的红移分布。合并后的数据产生了39个来自分子线的光谱红移，成功率> 85%。我们的样本代表了当今同类数据中最大的数据集，并且在所有高z DSFG的红移调查中具有最高的光谱完整性。红移分布的中位数是z=3.9+/-0.4，我们样本中最高的红移源位于z=5.8。我们讨论如何选择我们的源影响红移分布，重点是源的亮度，选择波长，和强引力透镜。我们修正了引力透镜的影响，得到了1.4mm选择源的红移分布，其红移中值为z=3.1+/-0.3。与文献中较短波长下的红移分布比较，我们发现选择波长影响红移分布的形状。
2016-03-16 astro-ph.GA
An ALMA view of 11 Dusty Star Forming Galaxies at the peak of Cosmic Star Formation History
我们提出了11个主序列DSFG的ALMA视图，（亚）毫米选择在GOODS-S领域，并在光谱上证实是在宇宙SFH（z = 2-3）的峰值。我们的研究结合了星系SED与ALMA连续谱和CO光谱发射的分析，通过使用ALMA科学档案产品在最高的空间分辨率目前可用于我们的样本（< 1 arcsec）。我们包括星系的多波段图像和测光（在光学，无线电和X射线），以调查尘埃，气体和恒星成分之间的相互联系，并最终存在AGN。我们使用多波段的大小和形态，以获得洞察的过程，导致星系的演化，例如气体凝聚，恒星形成，活动星系核反馈。这11个DSFG在亚毫米量级非常紧凑（中值r（ALMA）= 1.15kpc），而光发射扩展到更大的半径（中值r（H）/r（ALMA）= 2.05）。CO线揭示了分子气体旋转圆盘的存在，但我们不能排除相互作用和/或分子流出的存在。需要更高（光谱和空间）分辨率的图像，以便从可能的情景中解脱出来。大多数星系都处于压缩阶段，当气体冷却并落入星系中心时，为恒星形成的尘埃爆发和不断增长的核心提供燃料。我们预计这些DSFG是大质量静止星系的高z星形成对应物。在三个星系的CO排放的一些功能是暗示即将/正在进行的活动星系核反馈，这被认为是触发从恒星形成盘ETG的形态转变。
2021-08-12 astro-ph.GA
The interstellar medium content of galaxies in the ALMA era
阿塔卡马大型毫米/亚毫米阵列（ALMA）的出现为遥远星系的形成和组装研究开辟了一个新时代。在过去的几年里，ALMA和其他干涉仪的宇宙学深场调查蓬勃发展，涵盖了广泛的星系性质和红移，并使我们能够深入了解星系生长背后的物理机制。在这里，我们提出了一个简短的审查，旨在表征星系的星际介质属性在高红移（$z>1$），重点是空场ALMA调查的尘埃连续谱和分子线发射的最新研究。特别是，我们显示了最近的结果，从ALMA光谱调查在哈勃超深场（ASPECS）的大型计划。
2019-10-17 astro-ph.CO astro-ph.GA
ALMA Lensing Cluster Survey: an ALMA galaxy signposting a MUSE galaxy group at z=4.3 behind 'El Gordo'
我们报告了一个多单元光谱探测器（MUSE）星系群的发现，该星系群被z=0.87的大质量星系团ACT-CL J 0102 -4915（又名El Gordo）透镜，与一个1.2 mm的源有关，该源距离该星系群中的一个星系的投影距离为2.07+/-0.88 kpc。整个系统的三个图像出现在图像平面中。在阿塔卡马大型毫米/亚毫米阵列（ALMA）透镜集群调查（ALCS）中检测到了1.2毫米源。由于这个ALMA源在波长λ < 2微米时未被探测到，因此它的红移不能独立地确定，然而，三个透镜分量表明它属于z=4.32的同一星系群。MUSE星系群的四个成员具有低到中等的恒星质量（~ 10^7-10^{10} Msun）和0.4-24 Msun/年的恒星形成率（SFR），导致其中两个星系的高比SFR（sSFR），这表明这些星系正在快速增长（恒星质量倍增时间仅为~ 2x10^7年）。星暴星系的高发生率可能是星系群内部相互作用的结果，星系群是紧凑的，具有高速分散。根据放大率校正的亚毫米连续通量密度和估计的恒星质量，我们推断ALMA源被归类为一个普通的超亮红外星系（与相关的尘埃遮蔽的SFR~200-300 Msun/yr），并位于恒星形成的主序列。这个ALMA/MUSE星系团关联的案例表明，一些可能孤立的ALMA源实际上是高红移时更丰富的恒星形成环境的路标。
2021-01-04 astro-ph.GA
Dark progenitors and massive descendants: A first ALMA perspective on Radio-Selected NIRdark galaxies in the COSMOS field
本研究通过 ALMA 光谱观测九个射电选择的 NIRdark 星系，确认其高红移、尘埃遮蔽性质，并发现约 55% 双峰谱线，表明它们可能是 z~3 大质量被动星系的前身。
2024-05-13 astro-ph.GA
The ALMA Frontier Fields Survey III: 1.1 mm Emission Line Identifications in Abell 2744, MACSJ0416.1-2403, MACSJ1149.5+2223, Abell 370, and Abell S1063
迄今为止，大多数对星系亚毫米发射线的研究都是针对具有已知红移的源，其中线的频率受到很好的限制。最近的盲线扫描规避了光谱红移的要求，这可能代表了选择偏差。我们的目标是检测连续谱定向观测中存在的发射线。这些谱线的探测提供了光谱红移和星系的性质。我们进行搜索的发射线在ALMA观测的五个前沿领域集群和评估我们的检测的可靠性，通过关联线候选人与检测到的星系在深近红外成像。我们发现26个显着的发射线候选人，与观测到的线通量之间的0.2-4.6 Jy km s $^{-1}$和速度色散（FWHM）的25-600 km s $^{-1}$。这些候选者中有九个位于近红外光源附近，提高了它们的可靠性;在六种情况下，观察到的线频率和强度与预期一致，因为光度红移和星系对应物的属性。我们提出了红移的鉴定，放大率和分子气体的估计与确定线的星系。我们发现，这些候选人中的两个可能起源于星暴星系，其中之一是水母星系，而另外两个是一致的主序星星系的基础上，在其耗尽时间。这项工作突出的程度，偶然发射线可以发现在大型镶嵌连续观测时，深辅助数据。然而，高显著性线检测的低数量证实了这样的调查不如盲线扫描那样最佳。我们强调，蒙特卡罗模拟应用来评估线检测的意义，因为使用负噪声遭受随机性和招致更大的不确定性。
2017-09-29 astro-ph.GA
A Submillimeter Survey of Faint Galaxies Behind Ten Strong Lensing Clusters
我们提出了深SCUBA-2 450微米和850微米成像的10个强透镜集群。我们提供了一个>4-sigma SCUBA-2 850微米的404个源的目录，这些源位于距离星团中心4.5'的半径内。我们还提供了来自目标ALMA观测的星团A370、MACSJ1149.5+2223和MACSJ0717.5+3745中>4.5-sigma ALMA 870微米探测的目录，以及来自存档ALMA观测的任何星团场中所有其他>4.5-sigma ALMA（大部分为1.2 mm）探测的目录。对于ALMA检测，我们给出光谱或光度红移，在可用的情况下，从我们自己的凯克观测或从文献。我们确认使用450微米至850微米的流量比估计红移。我们使用镜头模型来确定放大率，其中大部分在1.5-4的范围内。补充后的ALMA集群样本与钱德拉深场（CDF）ALMA和SMA样本，我们没有发现证据的亚毫米星系的红移分布的演变缩小到850微米通量的0.5毫焦耳。鉴于这一结果，我们得出结论，我们观察到的趋势增加F160 W到850微米的流量比从较亮到较暗缩小850微米流量的结果，从较暗的亚毫米星系具有较少的消光。然而，在这种关系中存在广泛的传播，包括一些光学/近红外暗星系的存在，其通量低于1 mJy。最后，根据我们的ALMA分析，我们分析了我们的SCUBA-2样品，并提出了55 850微米亮度z>4的候选者。
2022-08-05 astro-ph.GA
The Bright Extragalactic ALMA Redshift Survey (BEARS) I: redshifts of bright gravitationally-lensed galaxies from the Herschel ATLAS
我们目前的光谱测量71个星系与62个最明亮的高红移亚毫米波源从南方领域的赫歇尔天体物理太赫兹大面积调查（H-ATLAS），同时针对85个来源，解决成142。我们已经获得了强大的红移测量的所有来源使用12米阵列和有效的调整ALMA优化其使用作为一个红移猎人，与73%的来源具有强大的红移识别。其中九个红移的确认也依赖于阿塔卡马紧凑阵列的观测。光谱红移范围$1.41<z<4.53$的平均值为2.75，CO发射线半峰全宽范围在$\rm 110\,km\,s^{-1} < FWHM < 1290\,km\,s^{-1}$与平均值$\sim$ 500 kms $^{-1}$之间，与其他高- $z$样品一致。相对于线宽与CO（1-0）光度的比例关系，导出的CO（1 - 0）光度显着升高，这表明我们的源之间存在透镜放大。事实上，从CO等效宽度推断的放大系数的分布与星系-星系透镜模型的预期一致，尽管在大放大倍数下有一个过量的暗示，这可能是由于星系群或星系团的额外透镜光学深度。
2022-01-19 astro-ph.GA
ALMA Spectroscopic Survey in the Hubble Ultra Deep Field: The Infrared Excess of UV-selected z=2-10 galaxies as a function of UV-continuum Slope and Stellar Mass
我们利用哈勃超深场中1弧分^[2]区域的1.2毫米深度连续观测数据（12.7微焦耳/光束RMS），对红移范围z=2-10（在整个范围内，在1 σ下，约为2-3 Msol/yr）的330个莱曼破裂星系中被尘埃笼罩的恒星形成过程进行了探测。考虑到ASPECS的深度和面积，将Meurerz ~0 IRX-beta关系外推到z>~2（假设Td ~35 K），我们预计可以探测到35个星系。然而，在ASPECS中，在z>~2处仅发现6个试探性检测，在>3sigma处仅发现3个。根据恒星质量、紫外光度和紫外连续谱斜率对z=2-10的星系进行细分，并将结果叠加，我们只在质量最大（>10^9.75 Msol）的子样本中发现了一个显著的检测，红外过量（IRX= L_{IR} / L_{UV}）与以前的z~2结果一致。然而，我们从我们大量选择的sub-L*（<10^9.75 Msol）星系中测量到的红外过量在z=2-3和z=4-10时分别为0.11（-0.42）（+0.32）和0.14（-0.14）（+0.15），甚至低于SMC IRX-β关系（95%置信度）。这些结果表明恒星质量对预测z>~2星系的红外光度具有重要意义。我们还发现，IRX-恒星质量关系的演变依赖于尘埃温度的演变。如果尘埃温度随红移单调增加（as（1+z）^0.32），使得在z>=4时T_d~44-50 K，那么目前的结果表明，这种关系…
2016-08-06 astro-ph.GA
