The ALPINE-ALMA [CII] Survey: Investigation of 10 Galaxies at $z\sim4.5$ with [OII] and [CII] Line Emission $-$ ISM Properties and [OII]$-$SFR Relation
我们目前$10$主序星ALPINE星系（log（$M/M_{\odot}$）= 9.2-11.1和${\rm SFR}=23-190\,{\rm M_{\odot}\,yr^{-1}}$）在$z\sim4.5$与光学[OII]测量从凯克/MOSFIRE光谱和斯巴鲁/MOIRCS窄带成像。这是最大的这样的多波长样品在这些红移，结合各种测量在紫外线，光学和远红外线，包括[CII] $_{158{\rm μm}}$线发射和尘埃连续从ALMA和H $α$发射从斯皮策测光。这是第一次，这个独特的样品使我们能够通过$z\sim4.5$的[OII]/[CII]和[OII]/ \halpha光度比来分析[OII]和总恒星形成率（SFR）与星际介质（ISM）性质之间的关系。在$z\sim4.5$的[OII] $-$ SFR关系不能使用标准的本地描述来描述，但与金属相关的关系是一致的，假设$50\%$太阳周围的金属丰度。为了解释我们的样品的$L[OII]/L[CII] \sim 0.98^{+0.21}_{-0.22}$和$L[OII]/LHa \sim -0.22^{+0.13}_{-0.15}$的测量尘埃校正的光度比，电离参数$\log(U)< -2$和电子密度$\log(\rm n_e / {\rm [cm^{-3}]}) \sim 2.5-3$是必需的。前者与$z\sim2-3$的星系一致，但…
2022-01-13 astro-ph.GA
The ALPINE-ALMA [CII] Survey: Multi-Wavelength Ancillary Data and Basic Physical Measurements
本文介绍了ALMA大型早期C+星系巡天（ALPINE）的辅助数据和基本物理测量结果。ALPINE巡天是第一次大型多波长巡天，旨在通过测量158 μ m处的[CII]-发射来表征118个红移为4.4 < z < 5.9的主序星星系的气体和尘埃性质（64%在>3.5 $σ$）和周围的远红外（FIR）连续结合丰富的光学和近红外数据。我们详细概述了星系的光谱数据和选择，以及地面和空间成像产品。此外，我们提供了几个基本的测量，包括恒星质量，恒星形成率（SFR），休息帧紫外（UV）光度，紫外连续斜率（$β$），吸收线红移，以及H-α发射来自斯皮策颜色。我们发现ALPINE样本代表了通过测光方法选择的4 < z < 6星系群，并且仅略微偏向于蓝色（$Δβ$ ~ 0.2）。使用[CII]作为示踪剂的系统红移（确认为一个星系在z=4.5的118，我们获得了光学[OII] $λ$ 3727 A发射），我们确认红移的Ly-alpha发射和蓝移的吸收线类似的结果在较低的红移。通过在[CII]静止坐标系中叠加静止坐标系UV光谱，我们发现具有高比SFR的星系中的吸收线蓝移更多，这可能指示更强的风和外流。
2020-03-13 astro-ph.GA
The ALPINE-ALMA [CII] survey: Dust mass budget in the early Universe
正常星系的尘埃含量和尘埃质量密度（DMD）在高z（z>4）是不受约束的源混淆和以前的观测灵敏度的限制。ALMA大型早期研究[CII]计划（ALPINE）针对118个4.4<z<5.9的UV选择恒星形成星系，首次提供了一个新的机会来解决这个问题。我们利用了23个连续单独检测的星系和连续图像堆栈的静止帧远红外（FIR）通量来测量118个UV选择的ALPINE星系的尘埃含量。我们专注于尘埃的标度关系，并通过比较它们与化学演化模型的预测，我们已经探讨了在高Z的UV选择星系的演化阶段。利用观测到的紫外光光度与尘埃质量的相关性，用紫外光光度函数（UVLF）对星系进行加权，估算了z~5处的紫外选择星系的DMD。推导出的DMD值进行了比较，我们已经从10个ALPINE远红外连续盲测星系在ALPINE目标的红移估计。观测到的尘埃标度关系与化学演化模型的比较表明，ALPINE星系不太可能是盘星系的祖先，而是中等和低质量的原球状体，导致今天的螺旋或椭圆星系的凸起。有趣的是，这一结论与独立的形态分析一致，表明大多数（约70%）的尘埃连续探测星系具有扰动形态。在z~5处，从UV选择源获得的DMD值约为从盲远红外选择源获得的值的30%，表明UV选择错过了最富灰尘的、UV遮蔽的星系。
2021-05-31 astro-ph.GA
[CII] halos in ALPINE galaxies: smoking-gun of galactic outflows?
ALMA观测揭示了许多高红移星系被扩展的（10-15 kpc）[CII]发射晕所包围，即使是最先进的放大模拟也无法预测。使用半解析模型，在以前的工作中，我们建议，这样的晕是由恒星爆发驱动的，灾难性的冷却外流。在这里，我们进一步改进的模型，并比较其预测与数据7恒星形成（$10\lesssim \rm SFR/ M_\odot \rm yr^{-1}<100$）星系在z=4-6，观察到的ALPINE调查。我们发现：（a）检测到的[CII]晕是恒星爆发驱动外流的自然副产品;（b）外流质量加载因子在$4\lesssimη\lesssim 7$范围内，对于质量较低、SFR较低的系统，$η$值较高，与恒星质量成比例，为$η\propto M_*^{-0.43}$，与动量驱动假说一致。我们的模型表明，外流是高z星系中普遍存在的现象。然而，在低质量系统中，晕扩展的[CII]发射可能太微弱，无法以当前的灵敏度水平检测到。
2022-12-15 astro-ph.CO astro-ph.GA
The ALPINE-ALMA [CII] survey: The contribution of major mergers to the galaxy mass assembly at z~5
星系合并被认为是星系质量聚集的主要机制之一。最近，许多研究表明，早期宇宙中主要合并的比例可能会增加，重新引发了关于哪些过程的争论（例如，冷吸积，恒星形成，合并）最有助于星系通过宇宙时间的质量积累。为了估计大合并在这方面的重要性，我们利用ALMA大型早期[CII]研究计划（ALPINE）收集的新数据，该计划从75个主序星形成星系的样本中观察到[CII] 158 $μ$ m发射线，其频率为4.4 < z < 5.9。我们使用，为第一次，由[CII]发射提供的形态运动学信息，以获得在z~5的主要合并（$f_{MM}$）的分数。通过对合并时间尺度（$T_{MM}$）采用不同的规定，我们将该分数转换为每个星系（$R_{MM}$）和每个体积（$Γ_{MM}$）的合并率。然后，我们将我们的结果与文献中较低红移的结果相结合，计算合并分数的宇宙演化。这可以通过从z~0到更高红移的快速增加，在z~3处达到峰值，以及向更早时期缓慢减少来描述。取决于所使用的时间尺度处方，该分数转化为z~5时的合并率范围在~0.1和~4.0 Gyr $^{-1}$之间。最后，我们比较了特定的恒星形成和恒星形成率密度与主要合并的类似量。我们的新ALPINE数据揭示了早期宇宙中存在着重大的合并活动。然而，这个人口的合并是否可以提供一个相关的贡献，星系的质量大会在这些红移和通过宇宙时代是强烈依赖于合并的时间尺度的假设。
2021-07-22 astro-ph.GA
The ALPINE-ALMA [CII] survey: Molecular gas budget in the Early Universe as traced by [CII]
正常星系在z>4时的分子气体含量受到很大的限制，因为通常使用的分子气体示踪剂变得难以检测。我们使用最近提出的[CII] 158 μ m光度作为分子气体示踪剂，估算了来自ALMA早期[CII]大型研究计划（ALPINE）巡天的大样本中z=4.4-5.9的主序星形成星系中的分子气体含量，这些星系的恒星质量中值为10^9.7兆太阳。从[CII]光度、动力学质量和静止坐标系850 μ m光度（从静止坐标系158 μ m连续光谱外推）得到的分子气体质量之间的一致性，支持[CII]作为我们样品中分子气体的可靠示踪剂。我们发现分子气体耗尽的时间尺度从z=0到z=5.9持续下降，在z~5.5处达到平均值（4.6+/-0.8 x10 ^8年），仅比现在的星系短2-3倍。这表明，除非分子气体分数显着增加，否则恒星形成效率会向高红移方向轻微增强。我们的估计表明，如先前所报道的，分子气体分数的上升在z~3.7以上消失，以在z=4.4-5.9上达到63%+/-3的平均值。气体部分的这种红移演化与特定恒星形成速率的演化一致。我们使用多历元丰度匹配来跟踪10^13 Msun晕中z=0类银河系星系和10^14 Msun晕中质量更大的z=0星系的祖先的气体分数随宇宙时间的演化。有趣的是，前者的祖先显示出随着宇宙时间的单调减少的气体分数，而后者显示出恒定的气体分数从z=5.9到z~2和减少z<2。我们讨论了三种可能的…
2020-04-22 astro-ph.GA
The ALPINE-ALMA [CII] survey: The infrared-radio correlation and AGN fraction of star-forming galaxies at z $\sim$ 4.4-5.9
本文介绍了66个在宇宙场$4.4<z<5.9$经光谱学证实的正常恒星形成星系（SFG）的射电性质，这些星系是在阿塔卡马大型毫米波阵列（ALMA）早期大型研究计划（ALPINE）中探测到的。我们将这些星系（“CII-detected-all”）分成低红移（“CII-detected-lz”，$\langle z\rangle=4.5$）和高红移（“CII-detected-hz”，$\langle z\rangle=5.6$）子样本，并对每个子样本进行从X射线到射电波段的多波长成像叠加。在$\gtrsim3σ$的CII检测到的所有和-lz样本的堆叠的3 GHz图像中检测到无线电信号。我们发现，我们的样品的红外无线电相关性，量化的$q_{\mathrm{TIR}}$，是低于本地的正常SFG在$\sim$ 3 $σ$显着性水平，而不是广泛一致的明亮的亚毫米星系在$2<z<5$。这两个样本都没有在它们的叠加光谱能量分布（SED）、静止帧紫外光谱或X射线图像中显示出活动星系核活动的证据。虽然我们不能排除可能的影响，假设的光谱指数和应用的红外SED模板，至少部分地导致这些差异，较低的遮蔽部分的恒星形成比在较低的红移可以减轻我们的堆叠$q_{\mathrm{TIR}}$和当地正常的SFG之间的紧张关系。可能是尘埃的积累，主要控制着红外辐射和较老的恒星群，没有足够的时间在这些星系中完全发生，而无线…
2022-07-14 astro-ph.GA
The ALPINE-ALMA [CII] Survey: Size of Individual Star-Forming Galaxies at z=4-6 and their Extended Halo Structure
本文给出了ALMA早期CII大型研究计划（ALPINE）中4 - 6个z=4-6的恒星形成星系中[CII] 158 μ m谱线发射气体的物理范围。利用指数轮廓拟合，我们测量了单个星系的[CII]线的有效半径（r_e，[CII]），并将它们与哈勃空间望远镜图像的静止坐标系紫外线（UV）连续谱（r_e，UV）进行了比较。有效半径r_e，[CII]超过r_e，UV约2-3倍，r_e，[CII]/r_e，UV的比值随M_star的增大而增大。我们没有发现强有力的证据表明，[CII]线，休息帧UV，和FIR连续总是位移超过~ 1-kpc尺度。我们确定30%的孤立ALPINE源具有超过10 kpc尺度的扩展[CII]分量，在4.1 $σ$ -10.9 $σ$处检测到，超出了静止帧UV和远红外（FIR）连续谱的大小。其中一个物体具有高达~10-kpc的暂定旋转特征，其中3D模型拟合显示旋转[CII]-气体盘比静止帧UV发射区域大4倍。具有扩展[CII]线结构的星系与没有扩展[CII]线结构的星系相比，具有更高的恒星形成率（SFR）、恒星质量（M_star）、更低的Lya等效宽度和更多的蓝移（红移）静止坐标系UV金属吸收（Lya线）。虽然我们不能排除对发光天体的选择偏好可能是造成这种趋势的原因，但恒星形成驱动的外流也解释了所有这些趋势。更深入的观测对于测试扩展的[CII]线结构是否普遍存在于高z恒…
2020-05-18 astro-ph.CO astro-ph.GA
The ALPINE-ALMA [CII] Survey: Dust emission effective radius up to 3 kpc in the Early Universe
本文利用ALPINE巡天测量了z~5主序星系的尘埃发射尺寸，发现其延展至1.5-3 kpc，并揭示了r_e,FIR-L_IR标度关系在中等光度处的转折趋势，为早期宇宙恒星形成空间分布提供了新约束。
2024-03-20 astro-ph.GA
The ALPINE-ALMA [CII] Survey: data processing, catalogs, and statistical source properties
ALPINE-ALMA大型计划的目标是[CII] 158 $μ$ m谱线和118个经光谱证实的z=4.4和z=5.9之间的恒星形成星系的远红外连续谱。它代表了在这个红移范围内建立的第一个大的[CII]统计样本。我们目前的数据处理和目录的建设的细节。我们发现了23个目标。为了获得准确的红外光度和模糊的恒星形成率，我们测量了转换因子从ALMA 158 $μ$ m静止帧尘埃连续光度的总红外光度（L $_{\rm IR}$）后，通过堆叠类似于ALPINE的光度计样本辅助单碟远红外数据约束尘埃光谱能量分布。我们发现我们的连续检测具有4.4 $\times 10^{11}$ L $_\odot$的中值L $_{\rm IR}$。我们还发现了57个额外的连续源在我们的ALMA点。它们的红移低于ALPINE目标，平均光度红移为2.5 $\pm$ 0.2。我们测量了850 $μ$ m数计数在0.35和3.5毫焦耳之间，改善了目前在这个通量密度范围内的干涉限制。我们发现在3 mJy附近的数量计数中有一个斜率突变，低于该值的斜率较浅。超过40%的宇宙红外背景是由亮度超过0.35 mJy的光源发出的。最后，我们在75个目标中检测到了[CII]线。它们的[CII]光度中值为4.8 $\times$ 10 $^8$ L $_\odot$，半高宽中值为252 km/s。在通过叠加ALPINE连续数据测量各种[C…
2020-07-16 astro-ph.CO astro-ph.GA
The ALPINE-ALMA [CII] Survey: Obscured Star Formation Rate Density and Main Sequence of star-forming galaxies at z>4
z>4时的恒星形成率（SFR）测量主要依赖于静止坐标系远紫外（FUV）观测。基于IRX- $β$关系的尘埃衰减修正具有很大的不确定性，在文献中仍有争议。因此，静止帧远红外（FIR）观测是必要的，以限制灰尘遮蔽的组成部分的SFR。在本文中，我们利用ALMA大型计划在早期研究[CII]（ALPINE）收集的静止帧FIR连续观测，直接限制星系中4.4<z<5.9的遮蔽SFR。我们使用堆栈的连续图像来测量平均红外（IR）亮度，同时考虑到检测到的和未检测到的源。在此基础上，我们测量了主星序列的位置和$z\sim4.5$和$z\sim5.5$的比SFR（sSFR）。我们发现，主序列和sSFR不演变之间的显着$z\sim4.5$和$z\sim5.5$，而不是较低的红移。我们开发了一种方法来获得模糊的SFR密度（SFRD）使用恒星质量或FUV的幅度作为代理的FIR通量上测得的堆栈，并结合它们与星系恒星质量函数和FUV光度函数从文献中。我们得到一致的结果独立于所选择的代理。我们发现，SFRD的遮蔽部分随红移的增加而减少，但即使在$z\sim5.5$，它也占总SFRD的61%左右。
2020-07-16 astro-ph.GA
[CII] luminosity models and large-scale image cubes based on COSMOS 2020 and ALPINE-ALMA [CII] data back to the epoch of reionisation
本研究利用COSMOS 2020星系表与ALPINE-ALMA数据构建[CII]发射线强度测绘模拟立方体，给出FYST巡天信号的功率谱下限，验证暗端外推法的可行性，指出高红移结果受数据完备性限制待未来JWST数据改进。
2024-09-13 astro-ph.GA
The ALPINE-ALMA [CII] survey: Survey strategy, observations and sample properties of 118 star-forming galaxies at $4<z<6$
ALMA-ALPINE [CII]巡天的目的是表征正常恒星形成星系（SFG）样本的性质。ALMA大型研究计划（ALPINE）在[CII]-158 $μ$ m谱线和远红外（FIR）连续辐射中观测到118个星系，这些星系在HI再电离结束后的快速质量组装期间，红移为4<z<6。我们提出了调查的科学目标，观测策略，和样本选择的118个星系观测ALMA，平均光束短轴约0.85弧秒，或$\sim$ 5千秒差距的调查中位红移。样品的性质进行了描述，包括光谱红移来自紫外静止帧，恒星质量，恒星形成率从光谱能量分布（SED）拟合。来自ALMA数据的观察到的属性，并讨论在[CII]和FIR连续的整体检测率，与观察到的信噪比分布。该样品代表了在这些红移的主序列中的SFG群体。当信噪比（S/N）阈值大于3.5时，[CII]的总体检出率为64%，对应于95%纯度（S/N>5时，检出率为40%）。基于对[CII]数据立方体的目视检查以及大量的辅助数据，我们发现了令人惊讶的广泛的星系类型，包括40%的合并，20%的扩展和分散主导，13%的紧凑和11%的旋转盘，剩下的16%太暗而无法分类。这种多样性表明，在这个时代，一定有各种各样的物理过程在起作用，首先是星系合并的过程。本文为4<z<6的普通SFG气体分布提供了一个参考样本。
2020-06-16 astro-ph.CO astro-ph.GA
The ALMA-ALPINE [CII] survey: sub-kpc morphology of 3 main-sequence galaxy systems at z~4.5 revealed by ALMA
本文利用ALMA高分辨率[CII]和尘埃连续谱数据，刻画了ALPINE巡天中3个z~4.5主序星系系统的亚千秒差距尺度形态与运动学，揭示了并合诱导团块、双发射区及恒星形成或活动星系核驱动的外流，表明高分辨率观测能揭示更复杂的分子气体形态和演化过程。
2023-11-20 astro-ph.GA
The ALPINE-ALMA [CII] survey: dust attenuation curves at z=4.4-5.5
现在有充分的证据表明，尘埃已经在高z值大量存在。然而，考虑到遥远星系在光学和近红外光谱中的模糊性，数据集仍然有限，尘埃如何影响非常高红移的星系的新兴辐射尚未完全了解。利用ALPINE巡天，我们的目标是量化z=4.4-5.5的星系中的尘埃衰减特性，特别是它们的衰减曲线的形状。使用CIGALE代码，我们模拟的恒星星族和他们的相互作用的尘埃，以测量的一些物理性质的子样本的23个主序星ALPINE星系。我们发现，衰减曲线跨越广泛的属性，从曲线比SMC消光曲线陡得多，比星爆衰减曲线浅。衰减曲线的形状强烈地依赖于V波段衰减。具有最低衰减的Galerkin也呈现最陡的曲线。这种曲线的陡峭程度可能是尘埃的固有物理性质、恒星和尘埃在星际介质中的相对分布以及不同的红化综合作用的结果。在z~5处发现的衰减曲线范围很广，这表明没有一条单一的衰减曲线适用于主序星星系，如果SED建模不可行，假设一条固定的曲线会导致很大的误差，例如在解释和使用IRX-beta图时。当使用紫外线斜率β修正高红移星系中尘埃的存在时，应该非常小心，因为它会影响SFR和恒星质量的估计，即使在低V波段衰减时，由于衰减曲线的陡峭性。然而，当SED模型可以使用时，选择的衰减曲线对SFR和恒星质量的影响是有限的。
2022-02-23 astro-ph.GA
The ALPINE-ALMA [CII] Survey: CGM pollution and gas mixing by tidal stripping in a merging system at z~4.57
我们提出了ALMA观测的合并系统在z ~ 4.57，观察到的ALMA大型计划，以研究[CII]在早期（ALPINE）调查的一部分。结合ALMA [CII] 158微米和远红外连续谱数据与多波长辅助数据，我们发现该系统由两个巨大的（M星>~ 10^10 M太阳）恒星形成星系经历一次大合并（恒星质量比r_mass ~ 0.9）（~13千秒差距;预计）和速度（delta_v < 300公里/秒）的分离，和两个额外的微弱窄[CII]发射卫星。整个系统属于一个较大规模的原星团环境，是符合其密度过高的峰值之一。ALMA还揭示了环星系气体结构产生的[CII]发射的存在，延伸到~30 kpc的直径尺度。我们的形态光谱分解分析表明，约50%的总流量之间的个别星系组件，在富含金属的气体信封的特征是由扰动形态和复杂的运动学。类似于从本地群体的潮汐尾发射的冲击激发[CII]的观测，我们的结果可以被解释为星际气体被强引力相互作用剥离的可能特征，可能来自星系流出物喷出的物质和小的微弱卫星中恒星形成引发的发射。我们的研究结果表明，合并可能是一个有效的机制，气体混合的环星系介质周围的高z星系，从而发挥了关键作用的星系重子循环在早期的时代。
2020-07-21 astro-ph.CO astro-ph.GA
The ALPINE-ALMA [CII] survey: Small Lya-[CII] velocity offsets in main-sequence galaxies at 4.4 < z < 6
紫外线中的Lya线和FIR中的[CII]线是广泛使用的工具，用于识别星系并深入了解早期宇宙中的ISM特性。通过将ALMA在~ 320 GHz波段7获得的数据作为ALMA早期[CII]大型研究计划（ALPINE）的一部分，与来自凯克的DEIMOS，VIMOS和VLT的FORS 2的光谱数据相结合，我们收集了一个独特的4.4 < z < 6的53个主序星形成星系的样本，其中我们检测到Lya线和[CII]。我们使用ALMA观测到的[CII]作为星系系统速度的示踪剂，我们发现90%的选定物体的Lya-[CII]速度偏移在0 < Dv_Lya-[CII] < 400 km/s的范围内，与迄今为止在早期宇宙中可用的少数测量结果一致，并且明显小于在较低z处观察到的结果。我们观察到ISM-[CII]偏移在-500 < Dv_ISM-[CII] < 0 km/s的范围内，与所有红移的值一致。我们发现Dv_Lya-[CII]与Lya静止框架等效宽度EW 0（Lya）（或等价地，Lya逃逸分数f_esc（Lya））之间存在显著的相关性。根据现有的Lya光子辐射转移模型，Lya光子的逃逸在具有高流出速度的星系中将是有利的，与我们的观察一致。均匀壳层模型还预测，在慢流出星系（0 < v_out < 300 km/s）中，Lya逃逸主要由中性氢柱密度（NHI）决定，而Steidel+10的另一种模型则倾向于N…
2020-07-02 astro-ph.CO astro-ph.GA
The ALPINE-ALMA [CII] survey: Star-formation-driven outflows and circumgalactic enrichment in the early Universe
通过对ALMA早期[C II]大型研究计划（ALPINE）巡天中4 < z < 6的大量正常恒星形成星系的[C II] 158 μ m辐射进行叠加，研究了早期宇宙中星系反馈的效率。在叠加的[C II]剖面的高速尾部中寻找流出的典型特征，我们观察到（i）组合残差中与单分量高斯模型的偏差和（ii）叠加的[C II]谱中的宽发射，速度为|v| <~ 500 km/s。当堆叠恒星形成率（SFR）高于中位数（SFRmed = 25 Msun/yr）的星系子集时，这些特征的重要性增加，从而证实了它们的恒星形成驱动性质。估计的质量流出率与SFR相当，产生的质量加载因子为1（类似于本地恒星形成星系），这表明恒星形成驱动的反馈可能在z > 4的淬灭星系中发挥较小的作用。通过对数据立方体的叠加分析，我们发现高SFR星系的[C II]核发射（|v| < 200 km/s）在~ 30 kpc（直径尺度）的物理尺度上得到扩展，远远超过了低SFR星系的类似[C II]核发射和叠加的远红外连续谱。这种扩展的金属富集气体的检测，可能跟踪环星系气体丰富的过去流出，证实了以前类似的研究，证实重子循环和气体交换与环星系介质已经在正常的恒星形成星系的早期时代。
2019-11-22 astro-ph.GA
The ALPINE-CRISTAL-JWST survey: spatially resolved star formation relations at $z\sim5$
本研究利用ALPINE和CRISTAL巡天的13个高红移主序星系多波段数据，构建考虑像素协方差的拟合框架，测得z~5处空间分辨[CII]-SFR关系更平缓紧凑，且KS关系对[CII]气体转换因子高度敏感，为早期宇宙恒星形成研究提供了观测约束。
2025-08-18 astro-ph.GA
The ALPINE-ALMA [CII] Survey: The nature, luminosity function and star formation history of dusty galaxies up to z~6
我们提出了一个样本的56个源的详细表征偶然发现的ALMA波段7，作为ALMA大型计划的一部分，在COSMOS和ECDFS的早期研究CII（ALPINE）。这些来源已被用来推导总红外光度函数（LF）和估计宇宙恒星形成率密度（SFRD）的z=6。我们已经在所有可用的多波长和光度红移目录中，以及更深的近红外和中红外源列表和地图中寻找对应物，以识别在公共目录中没有匹配的光学暗源。我们的ALMA盲测使我们能够进一步推动对高z尘埃星系的性质和演化的研究，确定明亮和大质量的红移源和以前从未被任何远红外调查探测过的微弱光度。ALPINE数据是第一个对红外LF的暗端进行采样的数据，从z=2.5到z=6几乎没有变化，并且在最高红移处有一个平坦的斜率。通过积分光度函数得到的SFRD在z=2和6之间几乎保持不变，并且显著高于光学/UV导数，显示出尘埃星系和遮蔽恒星形成的重要贡献。大约14%的ALPINE偶然连续源是光学+近红外暗的（六个仅在中红外显示对应物，没有HST或近红外识别，而两个在z=5时被检测为[CII]发射器）。六个HST和近红外暗星系与中红外对应物在z=5时贡献了约17%的总SFRD，并在z>3时主导了恒星质量函数的高质量端。
2020-09-30 astro-ph.CO astro-ph.GA
ALMA reveals Strong [CII] emission in a galaxy embedded in a giant Lyman-alpha blob at z=3.1
我们报告的结果进行的观测与阿塔卡马大型毫米/亚毫米阵列（ALMA）检测[CII] 158 μ m的精细结构线发射的星系嵌入在一个最壮观的莱曼α斑点（LABs）在z=3.1，SSA 22-LAB 1。在ALMA 860 μ m尘埃连续巡天发现的三个恒星形成星系中，我们在其中一个星系LAB 1-ALMA 3的z=3.0993+/-0.0004处检测到了[CII]线。没有检测到线发射，与其他ALMA连续源或从三个休息帧UV/光学选择z_spec~3.1星系的视野内。对于LAB 1-ALMA 3，我们发现相对于红外发光度（L_[CII]/L_[CII]），[CII] 158 μ m和[NII] 205 μ m的发射谱线比率非常高（L_[CII]/L_[NII]>55）。相对较强的[CII]发射可能是由丰富的光解区和亚太阳的金属丰度，或由冲击加热。异常强烈的[CII]发射的起源可能与巨大LAB内的位置有因果关系，尽管扩展的莱曼α发射与关联星系的ISM条件之间的关系还有待了解。
2016-12-31 astro-ph.GA
ALMA detection of extended [CII] emission in Himiko at z=6.6
Himiko是最明亮的Lyα发射体之一，z = 6.595。它有三个恒星形成的团块检测在休息帧紫外线，与总SFR = 20 M $_\odot$ /年。我们报告了ALMA探测到的[CII]158 $μ$ m线发射在该星系的意义为9 $σ$。总[CII]光度（L[CII]=（1.2 $\pm$ 0.2）$\times$ 10 $^{8}$ L $_{\odot}$）与局部L[CII]-SFR关系完全一致。ALMA的高角分辨率揭示了[CII]发射是由两个不同的分量组成的。最亮的[CII]星云团位于Lyα星云的最高点，距离最亮的紫外星云团约1 kpc。第二个[CII]分量在空间上无法分辨（大小为$<$ 2 kpc），并且与三个UV团块之一重合。后者与局部L[CII]-SFR关系相一致，而其他分量则分散在局部关系的上下。我们不久将讨论可能的起源[CII]组件和它们的关系与恒星形成的紫外线辐射跟踪团块。
2017-12-05 astro-ph.GA
The ALPINE-ALMA [CII] survey: Dust attenuation properties and obscured star formation at z~4.4-5.8
我们目前的尘埃衰减光谱证实的恒星形成星系的主要序列在红移~4.4-5.8。我们的分析是基于阿塔卡马大型毫米波阵列（ALMA）早期大型研究计划（ALPINE）在静止坐标系158μm处对118个星系的远红外连续观测。研究了紫外光谱斜率（$β$）、恒星质量（M *）和红外过剩（IRX=L_IR/L_UV）之间的关系。23个星系在连续统中以>3.5 sigma的显著性被单独检测到。我们使用检测和非检测进行叠加分析，以研究z~4.4-5.8处的平均尘埃衰减特性。单个的探测和叠加表明，在z~5处的IRX- $β$关系与通常在较低红移（z<4）处发现的更陡的尘埃衰减曲线相一致。衰减曲线与小麦哲伦云（SMC）的消光曲线相似，甚至更陡。IRX- $β$关系的这种系统性变化作为红移的函数，表明尘埃衰减特性在z>4时的演化。同样，我们发现，我们的星系有较低的IRX值，平均高达1dex，在一个固定的质量相比，以前研究的IRX-M_* 关系在z<4，虽然有显着的散射。这意味着在较低的红移下，恒星形成的遮蔽部分较低。我们的研究结果表明，在z>4的紫外选择的恒星形成星系的尘埃特性的特点是：（i）一个陡峭的衰减曲线比在z<4，和（ii）一个快速减少的尘埃遮蔽的恒星形成部分作为红移的函数。然而，即使在这个紫外选择的样本中，z~5-6的大质量星系（log M_*/ $M_\odot$ >10）已经显示出~ 45%的恒…
2020-10-07 astro-ph.GA
The ALPINE-ALMA [CII] Survey: Modelling ALMA and JWST lines to constrain the interstellar medium of $z\sim 5$ galaxies
本研究构建模型模拟 z~4-6 星系的星际介质谱线发射，探究双星及恒星形成历史突然熄灭的影响，约束了星系的 ISM 性质，并推导了可用于表征高红移星系爆发性的谱线光度与恒星形成率关系。
2024-11-12 astro-ph.GA
The ALPINE-ALMA [CII] survey: double stellar population and AGN activity in a galaxy at $z\sim5.5$
本文通过多波段 SED 拟合和 VIMOS 光谱分析，发现 z~5.5 星系 GS-14 同时具有年老恒星族、近期恒星形成爆发和被遮蔽的 AGN 活动特征，为理解早期星系演化提供了重要线索。
2022-11-30 astro-ph.GA
ALPINE: A Large Survey to Understand Teenage Galaxies
星系的多波长研究对于理解它们的形成和演化是重要的。直到最近，多亏了阿塔卡马大（次）毫米阵列（ALMA），我们才能够研究高红移星系的远红外（IR）特性。本文综述了ALPINE巡天的最新研究成果及其对我们理解早期星系演化的意义。ALPINE巡天是ALMA的一个大型项目，观测z = 4-6的正常恒星形成星系的尘埃连续体和158 um C+发射。结合紫外线到近红外线波长的辅助数据，ALPINE提供了目前最大的再电离后星系多波长样本，并增进了我们对以下方面的了解：（一）C+发射的人口统计;（二）恒星形成与C+发射的关系;（三）气体含量;（四）星系际介质的流出和富集;（五）星系间物质的流动和富集;（六）星系间物质的流动和富集。（v）z > 4时星系的运动学、盘的出现和合并率。ALPINE为下一代望远镜进行更详细的测量奠定了基础，并将自己作为一个重要的再电离后基线样本，以允许对宇宙时间超过130亿年的星系进行连续研究。
2022-06-09 astro-ph.GA
The ALPINE-ALMA [C II] survey: Characterisation of Spatial Offsets in Main-Sequence Galaxies at $z \sim$ 4-6
本文利用ALPINE-ALMA巡天数据研究了$z\sim4-6$主序星系中恒星与星际介质发射的空间偏移，发现约30%的星系存在显著偏移，表明星系模型不能假设所有发射均为共空间。
2024-02-12 astro-ph.GA
The ALMA Patchy Deep Survey: A blind search for [CII] emitters at z~4.5
我们提出了一个结果的盲目搜索[CII] 158 $μ$ m发射器在$z\sim 4.5$使用ALMA循环~0档案数据。我们收集了8个周期0项目的河外数据，覆盖330-360 GHz（波段7），其中初步结果已经公布。场的总数为243，源上总曝光时间为19.2小时。我们在光谱分辨率为50、100、300和500 km/s的连续减影数据立方体中搜索线发射器。我们无法检测到高于6- $σ$显著性水平的任何新的线发射体。这一结果提供了$z\sim 4.5$ [CII]光度函数在$L_{\rm [CII]} \sim 10^8 - 10^{10} L_{\odot}$或恒星形成率上的上限，SFR $\sim$ 10-1000 M $_{^\odot}$ /年。这些限制至少比从$z \sim 4$ UV光度函数或从数值模拟中预期的[CII]光度函数大2个数量级。然而，这项研究表明，我们将能够更好地约束[CII]光度函数，并通过收集周期1+2的档案数据作为ALMA斑块深度巡天来研究尘埃星系对宇宙恒星形成率密度的可能贡献。
2015-05-09 astro-ph.GA
The ALMA Spectroscopic Survey in the HUDF: A Search for [CII] Emitters at $6 \leq z \leq 8$
哈勃超深场（ASPECS）波段6扫描（212-272 GHz）的ALMA光谱巡天覆盖了整个2.9弧分$^2$区域内$6\leq z \leq8$星系中潜在的[CII]发射。通过选择已知的莱曼- $α$发射体（LAEs）和光度缺失星系，我们进行了有针对性的搜索到5 $σ$ [CII]光度深度$L_{\mathrm{[CII]}}\sim2.0\times10^8$ L $_{\odot}$，大致对应于恒星形成率（SFR）的$10$ - $20$ M $_{\odot}$ yr $^{-1}$时，应用本地校准转换的恒星形成星系，产生零检测。虽然该样本中的大多数星系的特征是较低的SFR，但这些来源中[CII]光度的上限与$z=6$ - $7$ LAEs和Lyman-break星系（LBG）的目标ALMA观测的当前文献样本以及$L_{\mathrm{[CII]}}$和SFR之间的局部校准关系一致-除了单个[CII]不足的紫外发光LBG。我们还进行了盲目的搜索[CII]-明亮的星系，可能已经错过了光学选择，导致的上限与$L_{\mathrm{[CII]}}>2.0\times10^8$ L $_{\odot}$（$5σ$）的[CII]源的累积数密度小于$1.8\times10^{-4}$兆位数$^{-3}$（90%的置信水平）。在这个光度深度和体积覆盖率，我们提出了一个观察到的[CII]光度…
2021-02-21 astro-ph.GA
The ALPINE-ALMA [CII] Survey: Unveiling the baryon evolution in the ISM of $z\sim5$ star-forming galaxies
本文利用化学演化模型分析ALPINE巡天中98个z~5恒星形成星系，发现头重初始质量函数模型可重现93%的星系气体与尘埃含量，显著优于Chabrier IMF的65%，并揭示II型超新星、尘埃增长及星系外流在早期宇宙重子演化中的关键作用。
2024-12-03 astro-ph.GA
The ALMA-ALPINE [CII] survey: Kennicutt-Schmidt relation in four massive main-sequence galaxies at z~4.5
本研究利用ALMA高分辨率观测四个z~4.5大质量主序星系，首次将KS关系约束拓展至该红移，发现其遵循低红移关系且气体消耗时标相似，但形态扰动暗示高红移星暴触发机制可能不同。
2023-11-17 astro-ph.GA
ALMA [CII] 158um imaging of an HI-Selected Major Merger at z~4
利用高空间分辨率（~2kpc）的阿塔卡玛大型毫米/亚毫米波阵列（ALMA）观测了一个z=3.7978的星系的[CII] 158 μ m和尘埃连续谱辐射，该星系是通过其强HI吸收（阻尼Lya吸收体，DLA）与背景类星体的对比而选择的。我们的ALMA图像揭示了一对恒星形成的星系，它们之间的距离约为6 kpc（预计），正在进行一次重大的合并。在这些星系之间是第三个发射成分，相对于尘埃连续体具有高度升高的（2x）[CII] 158 um发射，这可能是由合并相关的剥离气体产生的。这两个正常星系的合并并不伴随着恒星形成的增强，这与大多数光度选择样本中检测到的合并相反。与合并相关的DLA表现出极端的运动学，低电离金属线的速度宽度为Dv 90 ~ 470 km/s，跨越了[CII] 158 um发射中揭示的速度分布。我们认为，具有高Dv 90值的DLAs是正常星系在高红移下发生大合并的标志，并使用高z DLAs中金属线速度宽度的分布来粗略估计z>3星系发生大合并的比例。
2020-05-20 astro-ph.GA
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
Large Population of ALMA Galaxies at z>6 with Very High [OIII]88um to [CII]158um Flux Ratios: Evidence of Extremely High Ionization Parameter or PDR Deficit?
我们提出了我们的新的ALMA观测目标[OIII] 88微米，[CII] 158微米，[NII] 122微米，和尘埃连续辐射的三个莱曼break星系在z=6.0293-6.2037在斯巴鲁/Hyper Suprime-Cam调查。我们清楚地检测到[OIII]和[CII]线从所有的星系在4.3-11.8sigma水平，并确定多波段尘埃连续辐射在两个三个星系，使我们能够估计红外光度和尘埃温度同时。结合ALMA对6个z>6的星系的观测，我们证实了9个z=6-9的星系都具有很高的[OIII]/[CII]比值L[OIII]/L[CII]~3-20，比z~0的星系高10倍。我们还发现在~90%的置信水平下，[OIII]/[CII]比值与Lya等效宽度（EW）之间呈正相关。我们利用Cloudy仔细研究了z=6-9星系的高[OIII]/[CII]比值的物理起源，发现星际介质的高密度、低C/O丰度比和宇宙微波背景的衰减是z=6-9星系中一部分星系的原因.相反，所观察到的高[OIII]/[CII]比可以用高10-100倍的电离参数或覆盖0- 10%分数的低光解区（PDR）来解释，这两者都与我们的[NII]观察结果一致。后一种情况可以重现与PDR赤字的密度有界星云，这将提高Lya，莱曼连续体，和C+电离光子逃离星系，与[OIII]/[CII]-Lya EW相关性，我们发现。
2020-05-24 astro-ph.GA
The ALMA REBELS Survey: Average [CII] $158\,\rm{μm}$ sizes of Star-Forming Galaxies from $z\sim 7$ to $z\sim 4$
我们提出了平均[CII] $158\,\rm{μm}$发射线的紫外亮恒星形成星系在$z\sim7$的大小。我们的研究结果是来自[CII] $158\,\rm{μm}$发射线和ALMA观测到的尘埃连续体的叠加分析，利用大型程序再电离时代明亮发射线调查（REBELS）。我们发现在$z\sim7$的平均[CII]发射具有$2.2\pm0.2\,\rm{kpc}$的有效半径$r_e$。它是$\gtrsim2\times$大于尘埃连续和休息帧紫外线发射，与最近报道的$z\lesssim6$星系的测量。此外，我们比较了平均[CII]大小与ALMA大型计划在早期观测到的$4<z<6$星系（ALPINE）。通过分析两个红移仓中$4<z<6$星系的[CII]尺寸，发现$z\sim5.5$和$z\sim4.5$星系的[CII]平均尺寸分别为$r_{\rm e}=2.2\pm0.2\,\rm{kpc}$和$r_{\rm e}=2.5\pm0.2\,\rm{kpc}$.这些测量结果表明，恒星形成星系，平均而言，在$z\sim7$和$z\sim4$之间的红移的[CII] $158\,{\rm μm}$发射区的大小没有演变。这一发现表明，在很宽的红移范围内，恒星形成星系的形态可能是由气体主导的。
2022-06-15 astro-ph.GA
Investigating overdensities around z>6 galaxies through ALMA observations of [CII]
我们提出了一个搜索同伴[CII]发射器，以已知的光源在$6<$ z $<6.5$在深，档案ALMA观测。观测值足够深，可以检测到z $\sim6$处具有L $_{\rm [CII]} \sim 10^8$的源。我们从以超亮红外星系和类星体为中心的五个深场的盲搜索中确定了四个强大的线检测，超过了基于当前观测和预测的预期数量级，这表明这些物体可能是早期宇宙中质量的高度偏差示踪剂。我们发现这些伴星线与同一时期的其他已知星系具有可比性。所有的伴星都小于650 km/s $^{-1}$，距离它们的中心源20 - 70 kpc（投影），它们的中心星系晕质量范围从2.5 $\times$ 10 $^{12}$ M $_\odot$到4 $\times$ 10 $^{13}$ M $_\odot$。为了将这些发现置于上下文中，我们采用模拟星系目录来估计再电离期间[CII]的光度函数，并与我们的观测结果进行比较。模拟支持这一结果，显示了类似水平的升高计数发现周围这样的发光源。
2020-01-15 astro-ph.GA
Dynamical Characterization of Galaxies at z~4-6 via Tilted Ring Fitting to ALMA [CII] Observations
直到最近，确定早期宇宙（z>4，宇宙年龄<1.5 Gyr）星系的旋转特性是不切实际的，除了少数强透镜系统。结合高分辨率和灵敏度的ALMA在（亚）毫米波长与典型的高强度的[CII] 158 μ m的发射线从星系和长期发展的动力学建模工具提出了在极端的星暴星系和正常的恒星形成盘星系在z~4-7的气体动力学特性的可能性。使用以GIPSY的ROTCUR任务为中心的程序，我们已经将倾斜环模型拟合到一小部分星系的一些最佳ALMA [CII]数据：MS星系HZ 9和HZ 10，阻尼莱曼α吸收体（DLA）宿主星系ALMA J 0817 +1351，亚毫米星系AzTEC/C159和COSMOS J1000+0234，和类星体宿主星系ULAS J1319+0950。这个过程直接导出旋转曲线和动力学质量作为每个对象的半径的函数。在一个例子中，我们提供了一个O（10 ^11）太阳质量的暗物质晕的证据。我们提出了一个可能的速度分散的AzTEC/C159和ULAS J1319+0950的基础上匹配模拟观测到的综合[CII]线轮廓的分析。最后，我们测试了观测分辨率和灵敏度对我们的结果的影响。虽然结论仍然局限于这些观测的分辨率和信噪比，结果表明，在高红移的建模工具的可行性，以及令人兴奋的潜力，详细的最早的星系的动力学分析，ALMA实现全面的观测能力。
2017-09-14 astro-ph.GA
ALMA detection of [CII] 158 micron emission from a strongly lensed z=2 star-forming galaxy
我们的目标是确定星际介质（ISM）的性质和在高红移典型的恒星形成星系的恒星形成。在我们之前使用HST，Spitzer，Herschel和Plateau de Bure干涉仪（PdBI）进行的多波长观测之后，我们研究了一个z = 2.013的强透镜星系，星系团MACS J0451 + 0006后面的弧，用ALMA测量[CII] 158微米发射线，ISM的主要冷却剂之一。[CII]这个星系南部的辐射在10 $σ$被探测到。考虑到强引力透镜效应，它提供了$μ=49$的放大率，内在透镜效应校正的[CII] 158微米光度是$L(CII)=1.2 \times 10^8 L_\odot$。观测到的[CII]-红外发射，$L(CII)/L(FIR) \approx (1.2-2.4) \times 10^{-3}$，被发现是类似于在附近的星系。观测到的比率$L(CII)/L(CO)=2.3 \times 10^3$也是如此，它与恒星形成星系和活动星系核（AGN）在低红移时的比率相当。我们利用强引力透镜扩展诊断研究的冷ISM低光度（$L(IR) \sim (1.1-1.3) \times 10^{11} L_\odot$）和SFR比以前的工作在高红移的数量级。虽然需要更大的样本，我们的研究结果提供的证据表明，典型的高红移星系的冷ISM具有类似于正常的恒星形成星系在本地宇宙的物理特性。
2015-02-12 astro-ph.GA
Planck's Dusty GEMS. II. Extended [CII] emission and absorption in the Garnet at z=3.4 seen with ALMA
我们目前的空间分辨ALMA [CII]观测明亮的（流量密度S=400毫焦耳在350微米），引力透镜，星暴星系PLCK G045.1+61.1在z=3.427，“石榴石”。这个来源是我们的一套“普朗克尘埃宝石”的一部分，发现与普朗克的全天调查。两个相对速度偏移约为600 km/s的发射线云分别向一个小的、恒星形成强度为220 Msun/yr/kpc ^[2]的强烈恒星形成团块的东北和西南方向延伸，类似于最大恒星爆发。[CII]在吸收中也可以看到，相对于最亮的CO成分，红移为+350 km/s。[CII]吸收以前只在银河系中沿着朝向明亮的高质量恒星形成区域的视线发现，这是第一次在另一个星系中发现。类似于银河系的环境，[CII]的吸收特征与[CI]的发射有关，这意味着这是一种扩散气体，与团块的紫外线辐射屏蔽，并且可能距离团块很远。由于吸收只能在连续源的前面看到，因此这种结构中的气体可以肯定地归因于流向团块的气体。吸收体可能是宇宙细丝的一部分，也可能是被吸积到星系上的合并碎片。我们还讨论了我们的研究结果，在尘埃恒星形成星系的[CII]赤字的起源正在进行的辩论。
2016-10-04 astro-ph.GA
Detection of molecular gas in an ALMA [CII]-identified Submillimetre Galaxy at z = 4.44
本文介绍了利用澳大利亚望远镜紧凑阵列探测亚毫米星系ALESS 65.1中的$^{12}$ CO（2-1）。以前的ALMA研究在扩展的钱德拉深场南亚毫米星系确定了红移的光学和近红外未检测到的来源通过测量[CII] 157.74 $μ$ m的排放。利用$^{12}$ CO（2-1）发射的光度，我们估计气体质量为$M_{\rm gas} \sim 1.7 \times 10^{10}$ ${\rm M}_\odot$。ALESS 65.1的气体耗尽时间尺度是$\sim$ 2500万年，与其他高红移亚毫米星系相似，并且与$z > 4$ SMG是$z > 2$大质量“红死”星系的祖先一致。[CII]、$^{12}$ CO和远红外光度的比值暗示了$G_0 \sim 10^{3.25}$的强远紫外光场，它位于局部星爆中看到的远紫外光场的高端，但弱于大多数邻近ULIRG的远紫外光场。在ALESS 65.1中观测到的高比率的$L_{\rm [CII]}/L_{\rm FIR} = 1.0 \times 10^{-3}$，结合$L_{\rm [CII]}/L_{\rm CO} \sim 2300$，与ALESS 65.1比本地ULIRG有更多的密集恒星形成区域相一致。
2014-07-03 astro-ph.GA
Tracing the reionization epoch with ALMA: [CII] emission in z~7 galaxies
本文给出了四个星系在再电离期[CII]158 $μ$ m辐射的新结果。这些星系先前被证实是在红移之间的6.6和7.15之间的存在下，在其光谱中的Ly $α$发射线。Ly $α$发射线与[CII]线给出的系统红移相比红移了100-200 km/s。这些速度偏移量小于具有相似紫外光度和发射线性质的z~3 Lyman break星系中观测到的速度偏移量。较小的速度偏移降低了Ly $α$的可见性，因此在一定程度上减轻了在z~7处非常中性的IGM的需要，以解释在该时期观察到的Ly $α$发射体的分数的下降。这些星系的[CII]发射量为L[CII]=0.6-1.6 x10 $^8 L_\odot$：这些光度使它们始终低于在低红移恒星形成和贫金属星系中观察到的SFR-L[CII]关系，也低于z =5.5 Lyman break星系，具有类似的恒星形成率。我们认为，以前未检测到的[CII]在z~7星系类似或更小的恒星形成率是由于选择效应：以前的目标大多是强的Ly $α$发射，因此可能是贫金属系统，而我们的星系更具有代表性的一般高红移恒星形成人口。
2016-08-31 astro-ph.GA
Extended ionised and clumpy gas in a normal galaxy at z=7.1 revealed by ALMA
我们提出了新的ALMA观测的[OIII]88 $μ$ m线和高角分辨率观测的[CII]158 $μ$ m线在一个正常的恒星形成星系在z $=$ 7.1。先前对这个星系的[CII]观测已经检测到[CII]发射与Ly $α$红移一致，但相对于光学（UV静止帧）发射在空间上略有偏移。新的[CII]观测结果表明，[CII]发射在大于1 kpc的尺度上部分是聚集的，部分是弥散的。[OIII]发射也以高显著性被检测到，相对于光学对应物在与[CII]团块相同的方向上偏移，但大多不与[CII]发射的主体重叠。不同的发射成分（光学/紫外和不同的远红外示踪剂）之间的偏移量类似于在高红移下更强大的恒星爆发中观察到的情况。我们发现，[OIII]发射团不能解释的扩散气体激发的紫外线辐射发射的光学星系，但它需要激发原位（轻微的尘埃遮蔽）恒星形成，在约7 M $_{\odot}$ /年的速度。在距离光学星系20千秒差距的范围内，ALMA的数据揭示了另外两个[OIII]发射系统，它们必须是恒星形成的同伴。我们讨论了ALMA在z $\sim$ 7.1星系中揭示的复杂性质与最近的模型和宇宙学模拟的预期是一致的，其中差异尘埃消光，差异激发和不同的金属富集水平，与不同的子系统组装一个星系，负责不同的外观时，观察到不同的示踪剂的系统。
2017-05-05 astro-ph.GA
ALMA resolves turbulent, rotating [CII] emission in a young starburst galaxy at z=4.8
我们提出了空间分辨阿塔卡马大型毫米/亚毫米阵列（ALMA）[CII]观测z=4.7555亚毫米星系，ALESS 73.1。我们的0.5”FWHM图解析了[CII]发射气体，其中心靠近活动星系核（AGN）。气体运动学主要由旋转控制，但具有高湍流，v_rot/sigma_int~3.1，并且整个盘的Toomre Q参数<1。通过将三个独立的薄旋转盘模型拟合到我们的数据，我们推导出总动力学质量为3+-2x10^10 M_sol。这与先前CO（2-1）观测结果所得出的分子气体质量接近，并意味着CO到H_2的转换因子α_CO<2.3M_sol（K km/s/pc^2）^-1。质量收支也将恒星质量限制在<3.1x10^10 M_sol，并且需要f_gas的气体分数>~0.4。尘埃连续辐射的直径<2kpc，而恒星形成速率高达1000 Msol/yr。结合我们的恒星质量约束，这意味着一个极端的比恒星形成率>80 Gyr^{-1}，特别是因为没有明确的迹象表明最近的合并活动。最后，我们的高信噪比[CII]测量修正了观测到的[NII]/[CII]比值，这表明接近太阳金属丰度，除非[CII]通量包含来自HII区域的显著贡献。我们的观察表明，ALESS 73.1是一个新生星系，它正在经历第一次恒星形成的大爆发，嵌入在一个不稳定但富含金属的气体盘中。
2014-04-08 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
ALMA Lensing Cluster Survey: A spectral stacking analysis of [CII] in lensed $z\sim6$ galaxies
星系在红移$z>6$处的性质是我们理解星系演化早期阶段的关键，并且可以潜在地确定引起再电离时代的紫外辐射的来源。[CII]在158 $μ$ m处的远红外冷却线是一条明亮的冷却线，它与低红移星系的恒星形成率（SFR）相关，因此也被认为是研究极高红移星系的恒星形成和星际介质性质的重要示踪物。为了研究$z>6$引力透镜星系的星际介质性质，我们在ALMA透镜星系团巡天（ALCS）观测到的52个$z\sim6$星系中寻找[CII]和热尘埃辐射。我们使用\textsc{LineStacker}进行分析，叠加[CII]和连续发射。目标样本选自多个星表，样本星系在9个星系团中具有光谱红移或低不确定度光度红移（$σ_z < 0.02$）。目标星系的源属性要么从文献中提取或使用光谱能量分布（SED）拟合计算。在全样本和三个子样本上使用加权平均和中值叠加。我们的分析没有发现[CII]或连续的检测。上限$L_{\rm [CII]}$的推导，这意味着[CII]仍然是勉强一致的低SFR $z>6$星系，但可能是下发光相比，本地$L_{\rm [CII]}$ -SFR关系。我们讨论了潜在的偏见和可能的物理影响，可能是非检测的原因。此外，尘埃连续体的上限意味着只有不到一半的恒星形成被遮蔽。
2021-06-16 astro-ph.GA
ALMA Observation of 158 micron [CII] Line and Dust Continuum of a z=7 Normally Star-forming Galaxy in the Epoch of Reionization
我们提出的ALMA观测的[CII]线和远红外（FIR）连续的正常恒星形成星系的再电离时代，z=6.96 Ly-alpha发射体（LAE）IOK-1。对sigma_line = 240 micro-Jy/beam（40 km/s通道）和sigma_line = 21 micro-Jy/beam的灵敏度进行了探讨，发现该星系在[CII]和连续谱中均未被探测到。比较IOK-1的紫外-远红外光谱能量分布（SED），包括我们的ALMA极限，与几种类型的本地星系的SED（包括宇宙微波背景CMB对远红外连续谱的影响）表明，IOK-1在SED形状上类似于本地矮/不规则星系，而不是高度尘埃/遮蔽的星系。此外，我们的3西格玛FIR连续极限，修正了CMB效应，意味着内在尘埃质量M_dust < 6.4 x 10 ^7 M_sun，FIR光度L_FIR < 3.7 x 10^{10} L_sun（42.5 - 122.5微米），总红外光度L_IR < 5.7 x 10^{10} L_sun（8 - 1000微米）和尘埃遮蔽的恒星形成率（SFR）< 10 M_sun/yr。这个SFR比根据紫外线连续谱估计的低2.4倍，表明< 29%的恒星形成被尘埃掩盖。同时，我们的3 sigma [CII]通量极限转换为[CII]光度，L_[CII] < 3.4 x 10^7 L_sun。IOK-1和先前观测到的LAEs在…
2014-07-09 astro-ph.GA
Constraints on the [CII] luminosity of a proto-globular cluster at z~6 obtained with ALMA
我们报道了对D1的ALMA观测，D1是一个z~6.15的系统，恒星质量M_* ~ 10^7 M_sun，含有球状星团（GC）的前体，被星系团MACS J0416.1-2403强烈放大。自从发现高红移的GC祖先以来，我们首次尝试通过红外观测直接探测其中性气体的物理性质。我们对数据集进行了仔细的分析，并采用了一种合适的程序来识别微弱的窄线，该程序可以测试未知线宽值的各种可能值，使我们能够识别出一个4-sigma的[CII]发射的试探性检测，其本征光度L_CII=（2.9 +/- 1.4）10^6 L_sun，这是在高红移时检测到的最低值之一。这项研究提供了第一次洞察以前未知的领域的L_CII-SFR关系。尽管很大的不确定性影响我们的恒星形成率的测量，如果采取面值我们的估计是超过1德克斯低于本地和高红移系统中观察到的值。我们微弱的探测表明[CII]发射不足，可能归因于各种解释，例如低密度气体和/或强烈的恒星反馈引起的强辐射场，以及低金属含量。从连续谱中的非探测性，我们得到了对尘埃质量的限制，3-sigma上限值低至几个10^4 M_sun，与在局部贫金属星系中测量的值一致。
2020-10-14 astro-ph.GA
ADF22: Blind detections of [CII] line emitters shown to be spurious
我们报告了阿塔卡马大型毫米/亚毫米阵列（ALMA）第5周期在SSA 22（ADF 22）ALMA深场z ~ 6处对两个候选[CII]发射体的后续观测。候选者是在第2周期ALMA调查中盲测到的，覆盖约5平方角分，有一个单一的调谐，以及两条与较低红移星系相关的CO线。各种测试表明，两个> 6-sigma [CII]候选者中至少有一个应该是稳健的（Hayatsu等人，2017）。然而，我们新的、更深入的观察结果没有发现任何候选者，表明污染率高于预期。虚假检测的原因正在调查中，但目前仍未澄清。
2019-07-12 astro-ph.GA
ALMA Deep Field in SSA22: Blindly Detected CO Emitters and [CII] Emitter Candidates
本文报道了利用阿塔卡玛大毫/亚毫米阵列（ALMA）在SSA 22视场（ADF 22）上对4个毫米线发射星系的识别。我们分析了ALMA 1.1mm测量数据，有效测量面积为5arcmin $^2$，频率范围为253.1- 256.8和269.1- 272.8GHz，角分辨率为0”.7，在$^{-1}$速度分辨率为36 km/s时，0.8mJy波束$^{-1}$的RMS噪声。我们检测到四个线发射器候选人以上$6 σ$的显着水平。我们确定的四个来源之一，作为CO（9-8）的发射体在$z = 3.1$在该领域已知的原星系团的成员。另一个具有光学对应物的线发射器可能是$z = 0.7$的CO（4-3）发射器。另外两个没有任何毫米连续谱或光学/近红外对应物的源可能是$z = 6.0$和$6.5$的[CII]发射体候选者。[CII]候选者的等效宽度与已确认的高红移[CII]发射体和候选者的等效宽度一致，并且比在该搜索中检测到的CO（9-8）发射体的等效宽度大10倍。候选者的[CII]光度是$4-7 \times 10^8~\rm L_\odot$。如果我们采用经验的[CII]光度- SFR关系，则这些源的恒星形成率（SFR）估计为$10-20~\rm M_{\odot}~yr^{-1}$。其中一个具有相对低的S/N比，但显示出发射线的特征。假设两个候选者中至少有一个是[CII]发射体，我们推导出基…
2017-02-24 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
A new look at the infrared properties of z $\sim$ 5 galaxies
最近的ALMA大型巡天揭示了$z>4$的恒星形成星系中存在显着的尘埃连续辐射。不幸的是，这样的大型程序--即ALPINE（$z\sim 5$）和REBELS（$z \sim 7$）--只为我们提供了单个远红外（FIR）连续数据点。因此，高$z$星系的FIR光谱能量密度（SED）大多保持不受约束，取决于SED拟合过程中对它们的尘埃温度（$T_{\rm d}$）的假设。这就给推断的尘埃质量（$M_{\rm d }$）、红外光度（$L_{\rm IR}$）和$z > 4$的模糊恒星形成率（SFR）分数带来了不确定性。在这项工作中，我们使用的方法，使我们能够约束$T_{\rm d}$与一个单一的频带测量相结合的$158\ \mathrm{μm}$连续信息与覆盖[CII]发射线。我们分析了在ALPINE中探测到的$21$ [CII]和FIR连续谱$z\sim 5$星系，发现了一系列的$T_{\rm d}=25-60\ \mathrm{K}$和$M_{\rm d} = 0.6-25.1\ \times 10^{7}\ \mathrm{M_{\odot}}$。考虑到测量到的阿尔卑斯星系的恒星质量，推断出的尘埃产量约为$M_{\rm d}/M_{\star} = (0.2-8) \times 10^{-3}$，与理论上的尘埃生产限制一致。我们发现$21$ ALPINE星系中的$8$具有$L_{\r…
2022-10-17 astro-ph.GA
The ALMA-CRISTAL Survey: Spatial extent of [CII] line emission in star-forming galaxies at $z=4-6$
本研究基于 ALMA-CRISTAL Survey 分析了 34 个 $z=4-6$ 恒星形成星系的 [CII] 谱线发射空间结构，发现其比连续谱更延展且符合指数轮廓，主要受恒星形成 PDR 驱动，并受原子气体等影响。
2025-01-21 astro-ph.GA
ALMA reveals extended cool gas and hot ionized outflows in a typical star-forming galaxy at $z=7.13$
我们目前的空间分辨形态属性的[CII] 158 $μ$ m，[OIII] 88 $μ$ m，尘埃，和静止帧紫外（UV）连续辐射的A1689-zD 1，一个强透镜，亚L * 星系在$z=7.13$，利用深阿塔卡马大型毫米/亚毫米阵列（ALMA）和哈勃太空望远镜（HST）的观测。虽然[OIII]线和UV连续谱是紧凑的，但[CII]线延伸到$r \sim 12$ kpc的半径。使用多波段静止帧远红外（FIR）连续数据范围从52-400 $μ$米，我们发现一个平均尘埃温度和发射率指数$T_{\rm dust} = 41^{+17}_{-14}$ K和$β= 1.7^{+1.1}_{-0.7}$，分别在整个星系。我们发现在不同的波长，这可能表明，尘埃温度随距离减小的尘埃连续轮廓略有差异。我们映射的恒星形成率（SFR）通过红外和紫外光度和确定总SFR的$37\pm 1~M_\odot~{\rm yr}^{-1}$与一个模糊的部分$87\%$。虽然[OIII]线是一个很好的示踪剂的SFR，[CII]线显示偏离当地的$L_{\rm [CII]}$ -SFR的关系在星系的外围。最后，我们观察到[CII]和[OIII]之间的谱线轮廓存在明显差异，在减去单个高斯模型后，[OIII]谱线中存在显著残差（$\sim 5σ$）。这表明扩展的[CII]结构可能起源于热电离流出的冷却。扩展的[CII]和高速[OI…
2022-06-14 astro-ph.GA
ALMA uncovers the [CII] emission and warm dust continuum in a z = 8.31 Lyman break galaxy
本文报道了利用阿塔卡玛大型毫米/亚毫米波阵列（ALMA）观测到莱曼break星系（LBG）MACS 0416_Y1在z = 8.3113处的[CII] 157.7 $μ$ m辐射。[OIII] 88 $μ$ m（来自以前的活动）与[CII]的光度比为9.31 $\pm$ 2.6，表明星际辐射场很硬和/或光解离区域的覆盖率很低。[CII]的发射与850 $μ$ m的尘埃发射（90 $μ$ m的静止坐标系，来自以前的活动）是同空间的，但是峰值[CII]发射与峰值[OIII]发射并不一致，这表明谱线起源于星际介质中的不同条件。在1.5 mm（160 $μ$ m静止帧）至18 $μ$ Jy（3 $σ$）处，我们未能检测到连续发射。考虑到137 $\pm$ 26 $μ$ Jy在850 $μ$ m处的连续发射，这种未探测到对尘埃光谱施加了很大的限制。这意味着一个异常温暖的尘埃成分（T $>$ 80 K，90%的置信限），和/或陡峭的尘埃发射率指数（$β_{\rm dust}$ $>$ 2），相比之下，在较低的红移（通常T $\sim$ 30 - 50 K，$β_{\rm dust}$ $\sim$ $\sim$ 1 - 2）发现星系范围内的尘埃排放。如果这样的温度是常见的，这将减少所需的尘埃质量，并放松在最高红移的尘埃生产问题。因此，我们警告不要只使用单波长信息来推导物理性质，建议对早期宇宙中…
2020-02-19 astro-ph.GA
