Exploring the physical properties of lensed star-forming clumps at $2\lesssim z \lesssim6$
U. Meštrić, E. Vanzella, A. Zanella, M. Castellano, F. Calura, P. Rosati, P. Bergamini, A. Mercurio, M. Meneghetti, C. Grillo, G. B. Caminha, M. Nonino, E. Merl… 展开作者
U. Meštrić, E. Vanzella, A. Zanella, M. Castellano, F. Calura, P. Rosati, P. Bergamini, A. Mercurio, M. Meneghetti, C. Grillo, G. B. Caminha, M. Nonino, E. Merlin, G. Cupani, E. Sani
备注：
25 pages, 20 figures, 3 table. Accepted to publication in MNRAS
我们研究了166个红移为$z \sim 2-6.2$的恒星形成团块的物理性质（大小、恒星质量、光度、恒星形成速率）和标度关系。它们被哈勃前沿场星系团MACS~ J 0416放大，并具有强大的透镜放大率（$2\lesssim μ\lesssim 82$），通过使用我们的高精度透镜模型计算，基于182个多图像。我们的样品延伸了$\sim 3$乘以在$z \gtrsim 2$处光谱确认的透镜状团块的数量。我们在紫外线连续图像中识别出团块，并发现每当有效空间分辨率（通过引力透镜增强）增加时，它们就会分裂成更小的实体，这可能反映了恒星形成的分层组织性质。kpc规模的团块，最常见的领域，在我们的样品中没有发现。我们的样品的物理性质扩展了通常由$z \gtrsim 1$现场观测和模拟探测的参数空间，通过填充低质量（M $_\star \lesssim 10^7$ M $_\odot$），低恒星形成率（SFR $\lesssim 0.5$ M $_\odot$ YR $^{-1}$）和小尺寸（R $_\mathrm{eff} \lesssim 100$ pc）制度。我们的研究探索的新领域接近致密恒星复合体和星团的制度。在质量大小平面上，我们的样本跨越了星系和球状星团之间的区域，在年轻星团和球状星团的区域中有一些团块。对于我们的大部分样本，我们测量的恒星形成率高于那些在紧凑的恒星系统中观察到的，表明不同的条件下，恒星形成在高红移比在当地的宇宙。
英文摘要：
We study the physical properties (size, stellar mass, luminosity, star formation rate) and scaling relations for a sample of 166 star-forming clumps with redshift $z \sim 2-6.2$. They are magnified by the Hubble Frontier Field galaxy cluster MACS~J0416 and have robust lensing magnification ($2\lesssim μ\lesssim 82$) computed by using our high-precision lens model, based on 182 multiple images. Our sample extends by $\sim 3$ times the number of spectroscopically-confirmed lensed clumps at $z \gtrsim 2$. We identify clumps in ultraviolet continuum images and find that, whenever the effective spatial resolution (enhanced by gravitational lensing) increases, they fragment into smaller entities, likely reflecting the hierarchically-organized nature of star formation. Kpc-scale clumps, most commonly observed in field, are not found in our sample. The physical properties of our sample extend the parameter space typically probed by $z \gtrsim 1$ field observations and simulations, by populating the low mass (M$_\star \lesssim 10^7$ M$_\odot$), low star formation rate (SFR $\lesssim 0.5$ M$_\odot$ yr$^{-1}$), and small size (R$_\mathrm{eff} \lesssim 100$ pc) regime. The new domain probed by our study approaches the regime of compact stellar complexes and star clusters. In the mass-size plane, our sample spans the region between galaxies and globular clusters, with a few clumps in the region populated by young star clusters and globular-clusters. For the bulk of our sample, we measure star-formation rates which are higher than those observed locally in compact stellar systems, indicating different conditions for star formation at high redshift than in the local Universe.
SCALES. I. Bridging Lensed Clump - Giant Clump Scales in Lensed Galaxies at $z=1-4$
Kavli Institute for Astronomy and Astrophysics, Peking University（北京大学科维理天文与天体物理研究所）；Kavli IPMU (WPI), UTIAS, The University of Tokyo（东京大学 Kavli 宇宙粒子与天体物理起源研究所（WPI）、UTIAS）；Univ Lyon, Univ Lyon1, ENS de Lyon, CNRS, Centre de Recherche Astrophysique de Lyon UMR5574（里昂大学、里昂第一大学、里昂高等师范学校、法国国家科学研究中心、里昂天体物理研究中心）；Department of Astronomy, School of Physics, Peking University（北京大学物理学院天文学系）；Département d’Astronomie, Université de Genève（日内瓦大学天文学系）；Max-Planck-Institut fur extraterrestrische Physik（马克斯·普朗克地外物理研究所）；Université Paris-Saclay, Université Paris Cité, CEA, CNRS, AIM（巴黎萨克雷大学、巴黎西岱大学、法国原子能和替代能源委员会、法国国家科学研究中心、天体物理学与信息实验室）；Department of Astronomy, School of Science, The University of Tokyo（东京大学理学部天文学系）
Clumps in spiral galaxies at $z \lesssim 3$: Disentangling two spatial modes of star formation
Pulkovo Astronomical Observatory, Russian Academy of Sciences（俄罗斯科学院普尔科沃天文台）；Sternberg Astronomical Institute, Lomonosov Moscow State University（莫斯科国立大学斯滕伯格天文研究所）；Saint Petersburg State University（圣彼得堡国立大学）
Kinematics and Structure of Clumps in Broad-line Regions in Active Galactic Nuclei
本文用无碰撞粒子系综的Jeans方程描述了宽线区（BLR）云的三种分布：（A）非盘状结构（B）盘状风结构（C）纯盘状结构。我们认为，最亮类星体中的团簇结构属于A类，较暗类星体和较亮的Seyfert星系属于B类，较暗的Seyfert星系和所有低光度活动星系核（LLAGN）属于C类。我们推导出盘状结构的维里因子$f$，并发现倾斜角$θ_{0}$和$f$之间存在负相关。我们发现类似的行为$f$作为FWHM和$σ_{z}$，速度色散的$z$组件的函数。对于不同的$θ_{0}$值，我们发现在1型活动星系核中存在$ 1.0 \lesssim f \lesssim 9.0 $，而在2型活动星系核中存在$ 0.5 \lesssim f \lesssim 1.0 $。此外，我们有$ 0.5 \lesssim f \lesssim 6.5 $的不同值的FWHM和$ 1.4 \lesssim f \lesssim 1.8 $的不同值的$ σ_{z} $。我们还发现，$ f $对各云的辐射光度和柱密度的变化相对不敏感，其变化范围为0.01量级。考虑到$ f $的广泛范围，我们认为使用平均维里因子$ \langle f \rangle $不是很安全。因此我们建议活动星系核团体根据成员的$ θ_{0}$和FWHM值将一个样本分成几个子样本，分别计算每组的$ \langle f \rangle $，以减少黑洞质…
Spatially Resolved Physical Properties of Young Star Clusters and Star-forming Clumps in the Brightest z>6 Galaxy, the Strongly Lensed Cosmic Spear at z=6.2
Indiana University（印第安纳大学）；The Johns Hopkins University（约翰斯·霍普金斯大学）；Space Telescope Science Institute (STScI)（太空望远镜科学研究所）；Association of Universities for Research in Astronomy (AURA), Inc.（天体物理研究大学协会）；Northwestern University（西北大学）
VENUS: A Strongly Lensed Clumpy Galaxy at $z\sim11-12$ behind the Galaxy Cluster MACS J0257.1-2325
Institute for Cosmic Ray Research, The University of Tokyo（宇宙线研究所，东京大学）；Department of Physics, Graduate School of Science, The University of Tokyo（东京大学理学研究科物理学系）；Department of Astronomy, The University of Texas at Austin（德克萨斯大学奥斯汀分校天文学系）；Cosmic Frontier Center, The University of Texas at Austin（德克萨斯大学奥斯汀分校前沿宇宙学中心）；David A. Dunlap Department of Astronomy and Astrophysics, University of Toronto（多伦多大学戴维·A·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研究所）；National Astronomical Observatory of Japan（日本国立天文台）；Department of Astronomical Science, SOKENDAI (The Graduate University for Advanced Studies)（SOKENDAI（高级研究大学院大学）天文学科学系）；Kavli Institute for the Physics and Mathematics of the Universe (WPI), The University of Tokyo（东京大学 Kavli宇宙物理数学研究所（WPI））
SCALES. II. The Internal Composition of Giant Star-Forming Clumps at $z = 1 - 4$
Kavli Institute for Astronomy and Astrophysics, Peking University（北京大学科维理天文与天体物理研究所）；Kavli IPMU (WPI), UTIAS, The University of Tokyo（东京大学Kavli宇宙起源研究中心（WPI）/UTIAS）；Univ Lyon, Univ Lyon1, ENS de Lyon, CNRS, Centre de Recherche Astrophysique de Lyon UMR5574（里昂大学/里昂第一大学/里昂高等师范学院/CNRS/里昂天体物理研究中心）；Department of Astronomy, School of Physics, Peking University（北京大学物理学院天文学系）；Département d’Astronomie, Université de Genève（日内瓦大学天文学系）；Max-Planck-Institut fur extraterrestrische Physik（马克斯·普朗克地外物理研究所）；Université Paris-Saclay, Université Paris Cité, CEA, CNRS, AIM（巴黎萨克雷大学/巴黎西岱大学/法国原子能和替代能源委员会/CNRS/AIM）；Department of Astronomy, School of Science, The University of Tokyo（东京大学理学部天文学系）
LEGGOS I: The JWST LEGGOS Survey -- LEnsing and Galaxy Growth: Observing Substructures -- Unpacks the Nature of Clumpy Star Formation and Quenching in Gravitationally Lensed Galaxies beyond Cosmic Noon
University of Washington（华盛顿大学）；University of Pittsburgh（匹兹堡大学）；University of Arizona（亚利桑那大学）；Eureka Scientific（尤里卡科学公司）；University of Cincinnati（辛辛那提大学）；NASA Goddard Space Flight Center（美国国家航空航天局戈达德太空飞行中心）
The MICADO first light imager for the ELT: Simulated Observations of Star Forming Clumps at Cosmic Noon
INAF - Osservatorio Astronomico di Padova（意大利国家天体物理研究所帕多瓦天文台）；INAF - Osservatorio Astronomico d’Abruzzo（意大利国家天体物理研究所阿布鲁佐天文台）；INAF-Osservatorio di Astrofisica e Scienza dello Spazio di Bologna（意大利国家天体物理研究所博洛纳天文物理与空间科学观测站）；European Southern Observatory（欧洲南方天文台）
本文评估 ELT 的 MICADO 仪器通过模拟观测表征非透镜 z=2 星系中恒星形成团块的能力，证明其可探测至 R_e~20 pc 的团块，填补关键观测空白。
A pilot sample of Planck-selected strongly lensed sub-mm galaxies: NOEMA observations and physical characterisation
Alma Mater Studiorum Università di Bologna（博洛尼亚大学）；INAF, Istituto di Radioastronomia（意大利国家天体物理研究所射电天文研究所）；ALMA Regional Centre（阿塔卡马大型毫米波/亚毫米波阵列区域中心）；INAF, Osservatorio Astronomico di Padova（意大利国家天体物理研究所帕多瓦天文台）；Liceo Scientifico Paritario "Don Bosco"（唐·博斯科私立科学中学）；Liceo delle Scienze Umane Paritario "Giorgio La Pira"（乔尔乔·拉皮拉私立人文科学中学）；Institut de Radioastronomie Millimétrique (IRAM)（毫米波射电天文研究所）；INAF, Osservatorio di Astrofisica e Scienza dello Spazio di Bologna（意大利国家天体物理研究所博洛尼亚天文与空间科学观测站）
Clumps in High-Redshift Galaxies: Mass Scaling and Radial Trends from JADES
Steward Observatory, University of Arizona（亚利桑那大学斯图尔德天文台）；Department of Physics, University of Oxford（牛津大学物理系）；Department of Astronomy and Astrophysics, University of California, Santa Cruz（加州大学圣克鲁兹分校天文学与天体物理学系）；Kavli Institute for Cosmology, University of Cambridge（剑桥大学卡弗里宇宙学研究所）；Cavendish Laboratory, University of Cambridge（剑桥大学卡文迪许实验室）
Scuola Normale Superiore（比萨高等师范学院）；Centro B. Segre, Accademia Nazionale dei Lincei（林琴学院B.塞格雷中心）；INAF/OAS Bologna（意大利国家天体物理研究所博洛尼亚天文台）；Dipartimento di Fisica ‘Enrico Fermi’, Università di Pisa（比萨大学恩里科·费米物理系）
Infrared Galaxies in the Field of the Massive Cluster Abell S1063: Discovery of a Luminous Kiloparsec-Sized HII Region in a Gravitationally Lensed IR-Luminous Galaxy at $z=0.6$
The discovery of lensed radio and X-ray sources behind the Frontier Fields cluster MACS J0717.5+3745 with the JVLA and Chandra
我们报告的高分辨率JVLA和钱德拉观测的HST前沿星系团MACS J0717.5+3745。MACS J0717.5+3745提供了任何已知星团中最大的连续放大区域，使其成为寻找透镜射电和X射线源的有希望的目标。利用高分辨率1.0-6.5 GHz JVLA成像，在A和B配置下，我们在HST成像覆盖的区域内探测到总共51个紧凑的射电源。在这个样本中，我们发现7个放大因子大于$2$的透镜源。这些来源都没有被确定为多重透镜。根据射电光度，这些来源中的大多数可能是恒星形成的星系，恒星形成率为10-50 M $_\odot$ yr $^{-1}$，位于$1 \lesssim z \lesssim 2$。两个透镜射电源也在星团的钱德拉图像中被检测到。这两个源很可能是活动星系核，因为它们的$2-10$ keV X射线光度是$\sim 10^{43-44}$ erg s $^{-1}$。从推导出的射电光度函数，我们发现的证据，在$0.6<z<2.0$的射电源的数量密度增加，相比，一个$z < 0.3$样本。我们的观测结果表明，透镜星系团的深射电成像可以用来研究恒星形成星系，恒星形成率低至$\sim10$ M $_{\odot}$ yr $^{-1}$，在宇宙恒星形成历史的高峰期。
