The ALMA Spectroscopic Survey in the Hubble Ultra Deep Field: The nature of the faintest dusty star-forming galaxies
Manuel Aravena, Leindert Boogaard, Jorge Gónzalez-López, Roberto Decarli, Fabian Walter, Chris L. Carilli, Ian Smail, Axel Weiss, Roberto J. Assef, Franz Erik B… 展开作者
Manuel Aravena, Leindert Boogaard, Jorge Gónzalez-López, Roberto Decarli, Fabian Walter, Chris L. Carilli, Ian Smail, Axel Weiss, Roberto J. Assef, Franz Erik Bauer, Rychard J. Bouwens, Paulo C. Cortes, Pierre Cox, Elisabete da Cunha, Emanuele Daddi, Tanio Díaz-Santos, Hanae Inami, Rob Ivison, Mladen Novak, Gergö Popping, Dominik Riechers, Paul van der Werf, Jeff Wagg
备注：
ApJ published on Sept. 24, 2020. Contains 36 pages, 17 figures. Final version matching the proof reviewed article
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。在所有红移处，沿着MS的Galerkin支配着分子气体的宇宙密度。主序以上的星系对$z<1$到$z=2.5$的总气藏的贡献越来越大，而MS以下的星系则相反。
英文摘要：
We present a characterization of the physical properties of a sample of 35 securely-detected, dusty galaxies in the deep ALMA 1.2-mm image obtained as part of the ALMA Spectroscopic Survey in the {\it Hubble} Ultra Deep Field (ASPECS) Large Program. This sample is complemented by 26 additional sources identified via an optical/infrared source positional prior. Using their well-characterized spectral energy distributions, we derive median stellar masses and star formation rates (SFR) of $4.8\times10^{10}~M_\odot$ and 30 $M_\odot$ yr$^{-1}$, and interquartile ranges of $(2.4-11.7)\times10^{10}~M_\odot$ and $20-50~M_\odot$ yr$^{-1}$, respectively. We derive a median spectroscopic redshift of 1.8 with an interquartile range $1.1-2.6$, significantly lower than submillimeter galaxies detected in shallower, wide-field surveys. We find that 59\%$\pm$13\%, 6\%$\pm$4\%, and 34\%$\pm$9\% of our sources are within, above and below $\pm0.4$ dex from the SFR-stellar mass relation or main-sequence (MS), respectively. The ASPECS galaxies closely follow the SFR-molecular gas mass relation and other previously established scaling relations, confirming a factor of five increase of the gas-to-stellar mass ratio from $z=0.5$ to $z=2.5$ and a mild evolution of the gas depletion timescales with a typical value of 0.7 Gyr at $z=1-3$. ASPECS galaxies located significantly below the MS, a poorly exploited parameter space, have low gas-to-stellar-mass ratios of $\sim0.1-0.2$ and long depletion timescales $>1$ Gyr. Galaxies along the MS dominate the cosmic density of molecular gas at all redshifts. Systems above the main sequence have an increasing contribution to the total gas reservoirs from $z<1$ to $z=2.5$, while the opposite is found for galaxies below the MS.
ALMA Imaging of Gas and Dust in a Galaxy Protocluster at Redshift 5.3: [CII] Emission in "Typical" Galaxies and Dusty Starbursts ~1 Billion Years after the Big Bang
ALMA observations of massive molecular gas reservoirs in dusty early-type galaxies
未解析的气体和尘埃观测显示，早期类型星系中星际物质的数量存在惊人的多样性。利用ALMA观测，我们解决了z $\sim$ 0.05早型星系的ISM。从赫歇尔天体物理太赫兹大区域巡天（H-ATLAS）中探测到的早期型星系的大样本中，我们选择了五个尘埃最多的情况，尘埃质量为M $_d\sim$几个$\times10^7$ M $_\odot$，目的是绘制它们的亚毫米连续谱和$^{12}$ CO（2-1）线发射分布。这些观测揭示了分子气盘。在这些ALMA观测中缺乏相关的扩展连续谱发射，最有可能的原因是如果尘埃分布与CO气体一样扩展，则它被解析出来或表面亮度有限。然而，两个星系有中央连续ALMA检测。一个额外的，略有偏移，连续源被发现在一个案例中，这可能有助于在赫歇尔通量的混乱。在另一种情况下，发现了ALMA场中更远的偶然连续谱检测。在我们的三个目标中映射了大质量旋转分子气体盘，达到几个$\times10^{9}$ M $_\odot$。其中之一显示了纯旋转圆盘运动学偏差的证据。我们剩下的两个目标的领域只包含较小的，弱的CO源，稍微偏离光学星系中心。这些可能是ALMA观测中看到的伴星系，或者是背景物体。在一个小样本的尘埃早型星系中的这些异质性发现揭示了需要更多这样的高空间分辨率的研究，以了解统计上的尘埃和气体是如何在早型星系中相关。
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 $_\odot…
Star formation traced by optical and millimeter hydrogen recombination lines and free-free emissions in the dusty merging galaxy NGC 3256 -- MUSE/VLT and ALMA synergy
ALMA 26 Arcmin$^{2}$ Survey of GOODS-S at One-millimeter (ASAGAO): Average Morphology of High-$z$ Dusty Star-Forming Galaxies is an Exponential-Disk ($n \simeq 1$)
JWST+ALMA reveal the build up of stellar mass in the cores of dusty star-forming galaxies at Cosmic Noon
University of Massachusetts, Amherst（马萨诸塞大学阿默斯特分校）；Cosmic Dawn Center (DAWN)（黎明宇宙中心）；Tufts University（塔夫茨大学）；University of Geneva（日内瓦大学）；Niels Bohr Institute, University of Copenhagen（哥本哈根大学尼尔斯·玻尔研究所）；Technical University of Denmark（丹麦技术大学）
ALMA and JWST Identification of Faint Dusty Star-Forming Galaxies up to z~8
University of Massachusetts Amherst（马萨诸塞大学阿默斯特分校）；University of California, Santa Barbara（加州大学圣塔芭芭拉分校）；Cosmic Dawn Center (DAWN)（宇宙黎明中心）；Rochester Institute of Technology（罗切斯特理工学院）；The University of Tokyo（东京大学）；Niels Bohr Institute, University of Copenhagen（哥本哈根大学尼尔斯·玻尔研究所）；The University of Texas at Austin（德克萨斯大学奥斯汀分校）；Steward Observatory, University of Arizona（亚利桑那大学斯图尔德天文台）；University of Hawaii, Hilo（夏威夷大学希洛分校）；Université Paris-Saclay（巴黎-萨克雷大学）；Chiba University（千叶大学）；University of Toronto（多伦多大学）；DTU-Space, Technical University of Denmark（丹麦技术大学空间科学部）；Aalto University（阿尔托大学）；University of Michigan（密歇根大学）；Space Telescope Science Institute（太空望远镜科学研究所）；Purple Mountain Observatory, Chinese Academy of Sciences（中国科学院紫金山天文台）；The University of Washington（华盛顿大学）；Institute for Astronomy, University of Hawai’i at Manoa（夏威夷大学马诺阿分校天体物理研究所）；University of Geneva（日内瓦大学）；University of Bologna（博洛尼亚大学）
JWST reveals extended stellar disks for ALMA-bright dusty star-forming galaxies in the Spiderweb protocluster
Purple Mountain Observatory, Chinese Academy of Sciences（中国科学院紫金山天文台）；University of Science and Technology of China（中国科学技术大学）；Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC)（加那利天体物理研究所）；Universidad de La Laguna（拉各拉纳大学）；National Astronomical Observatory of Japan（日本国立天文台）；Graduate University for Advanced Studies (SOKENDAI)（综合研究大学院大学）；Shanghai Jiao Tong University（上海交通大学）；INAF–Osservatorio Astronomico di Capodimonte（意大利国家天体物理研究所卡波迪蒙特天文台）
Cold molecular gas distribution and kinematics in the low-metallicity dusty starburst of Mrk 996 resolved with ALMA
Universidad de Talca（塔尔卡大学）；Universidad de La Serena（拉塞雷纳大学）；Instituto de Astrofísica de Andalucía, CSIC（安达卢西亚天体物理学研究所，西班牙国家研究委员会）；Centro de Estudios de Física del Cosmos de Aragón (CEFCA)（阿拉贡宇宙物理研究中心）；University of Michigan（密歇根大学）；Space Telescope Science Institute（太空望远镜科学研究所）；INAF - Osservatorio Astronomico di Roma（意大利国家天体物理研究所罗马天文台）
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）
Demonstrating A New Census of INfrared Galaxies with ALMA (DANCING-ALMA). I. FIR Size and Luminosity Relation at z = 0-6 Revealed with 1034 ALMA Sources
我们提出了从1627个深ALMA 1毫米波段地图中获得的静止帧远红外（FIR）波长Re（FIR）中星系有效半径的大统计数据，这些地图将于2017年7月公开。我们的ALMA样本由1034个z=0-6的源组成，它们的恒星形成速率通常为~100-1000 M $_{\odot}$ /年，恒星质量为~10 $^{10}$-10 $^{11.5}$ M $_{\odot}$。我们均匀地推导出我们的ALMA源的Re（FIR）和FIR光度L_FIR通过相同的紫外可见度方法与指数盘拟合，仔细评估现实的蒙特卡洛模拟的选择和测量的不完整性。我们发现，在>99%的显著性水平上，Re（FIR）与L_FIR之间存在正相关。最佳拟合的幂律函数Re（FIR）$\propto$ L_FIR $^α$提供了$α=0.28+/-0.07$，并表明在固定的L_FIR处的平均Re（FIR）向高红移减小。最佳拟合$α$和Re（FIR）的红移演化与星系有效半径在静止坐标系UV（光学）波长Re（UV）（Re（Opt.））哈勃太空望远镜（HST）的研究。我们发现我们的ALMA源具有Re（FIR）<~ Re（UV）和Re（Opt.）的显著趋势，这表明尘埃星爆发生在一个紧凑的区域。此外，我们的ALMA源的Re（FIR）与Re（Opt.）作为恒星质量的函数，支持这两个星系种群之间的演化联系。我们还调查了我们的ALMA源与深HST图像的…
An ALMA Survey of the SCUBA-2 Cosmology Legacy Survey UKIDSS/UDS Field: The Far-infrared/Radio correlation for High-redshift Dusty Star-forming Galaxies
Investigating the role of turbulence in the interstellar medium in $z\sim3$ dusty star-forming galaxies using kpc-resolution ALMA dust and gas maps
Leiden University（莱顿大学）；Delft University of Technology（代尔夫特理工大学）；SRON – Netherlands Institute for Space Research（荷兰空间研究所）；University of Western Australia（西澳大学）；Australian National University（澳大利亚国立大学）；Durham University（杜伦大学）
