COLDz: A High Space Density of Massive Dusty Starburst Galaxies ~1 Billion Years after the Big Bang
本文报道了利用美国国家科学基金会的卡尔G. Jansky甚大阵列(VLA)CO高红移光度密度(COLDz)巡天。HDF 850.1($z$ =5.183)和AzTEC-3($z$ =5.298)的红移是以前已知的。我们修正了先前对第三个源GN 10的红移估计($z$ =5.303),我们已经通过VLA和NOEMA扩展毫米阵列(NOEMA)探测到CO $J$ =1 $\to$ 0,5 $\to$ 4,6 $\to$ 5,和[CII] 158 $μ$ m的发射独立证实了这一估计。我们发现,两个目前独立确认的CO COLDz源是“光学暗”,其中三个是尘埃遮蔽的星系在$z$ $>$ 5。考虑到我们的调查区域为$\sim$ 60弧分$^2$,我们的结果似乎意味着在大爆炸后的第一个十亿年内,这种遥远的尘埃系统的空间密度比以前认为的高出$\sim$ 6-55倍。这些$z$ $>$ 5星系中至少有两个显示出与所谓的“最大”星爆一致的恒星形成率表面密度,但我们发现它们之间的CO激发有显着差异。这一结果可能表明,不同部分的巨大气体库位于致密的恒星形成核区域-与尘埃连续体相比,[CII]发射的尺寸更大,并且在气体激发较低的星系中[CII]与远红外光度比更高。因此,我们发现$z$ $>$ 5尘埃星爆之间的恒星形成条件有很大的变化,这些星爆的尘埃温度通常比$z$ =2-3的星爆高$\sim$ 57% $\p…
2020-05-05 astro-ph.GA
Measuring Distances and Reddenings for a Billion Stars: Towards A 3D Dust Map from Pan-STARRS 1
我们提出了一种方法来推断红度和距离的恒星,仅根据他们的宽带测光,并显示如何使用这种方法可以用来产生一个三维的尘埃地图的银河系。我们的方法样本的距离,红化和恒星类型的完整的概率密度函数的个别恒星,以及在红化作为一个函数的距离在3D尘埃图的完整的不确定性。我们将先验知识的恒星在银河系中的分布和调查的检测限。对于泛星1(PS1)3 π调查中的恒星,我们证明了我们的红化估计是无偏的,并且对于典型的恒星精确到E(B-V)的~0.13等。根据与模拟星表的比较,我们预计主序星的距离将限制在20% -60%之间,尽管这个范围可能会有所不同,这取决于恒星的红化,精确的恒星类型及其在天空中的位置。另一篇论文将展示PS1观测的四分之三天空中的尘埃3D地图。单个恒星的推论和3D尘埃图都将使大量的银河科学在飞机上成为可能。我们提出的方法不仅限于PS1调查的通带,而且可以扩展到其他调查的测光,如2 MASS,SDSS(如果可用),以及未来的LSST和盖亚。
2014-01-07 astro-ph.GA
The First Billion Years project: constraining the dust attenuation law of star-forming galaxies at z $\simeq$ 5
我们提出了一项研究的结果,调查尘埃衰减规律在$z\simeq 5$,根据合成光谱能量分布(SED)计算的样本N=498星系绘制的第一个十亿年(FiBY)模拟项目。在$z\simeq 5$的模拟星系,其中有M $_{1500} \leq -18.0$和$7.5 \leq \rm{log(M/M}_{\odot}\rm{)} \leq 10.2$,显示质量依赖的$α$增强,与$[α/\rm{Fe}]_{z=5}~\simeq~4~\times~[α/\rm{Fe}]_{Z_{\odot}}$的中值。模拟星系的Fe/H比值中位数为$0.14\pm0.05$,即使包括星云连续体的影响,也会产生陡峭的内禀紫外连续体斜率; $\langle β_{i} \rangle = -2.4 \pm 0.05$。使用一组简单的尘埃衰减模型,其中的波长依赖的衰减被假定为$A(λ) \propto λ^{n}$的形式,我们探索的参数值,最好地再现观测到的$z=5$光度函数(LF)和颜色-星等关系(CMR)。我们发现,一个简单的模型,其中的绝对紫外线衰减是一个线性增加的函数的日志恒星质量,和尘埃衰减斜率($n$)的范围内$-0.7 \leq n \leq-0.3$,可以成功地再现LF和CMR在广泛的恒星人口合成模型(SPS)的假设。这一衰减曲线范围与卡尔泽蒂紫外线衰减定律($n=-0.55$)的幂律拟合以及最…
2017-06-09 astro-ph.GA
In pursuit of giants: II. Evolution of dusty quiescent galaxies over the last six billion years from the hCOSMOS survey
本研究基于hCOSMOS巡天的548个中等红移宁静星系样本,分析尘埃相关性质与演化规律,发现淬灭后尘埃演化非单调,持续尘埃产生普遍存在,部分星系存在外部尘埃获取。
2023-04-12 astro-ph.GA
The Interstellar Medium In Galaxies Seen A Billion Years After The Big Bang
观测到的静止坐标系紫外线光谱斜率和紫外线与光通量比的演化表明,在宇宙时间的前30亿年(z>4),星系的尘埃遮蔽发生了快速的演化。这种演化意味着平均星际介质性质的变化,但由于未经检验的假设,以及无法测量星系的严重模糊区域,测量结果是系统不确定的。以前试图直接测量这些红移的正常星系中的星际介质的尝试由于许多原因而失败,但有一个明显的例外。在这里,我们报告的[CII]气体和尘埃排放的测量在9个典型的(~1-4L*)恒星形成星系~ 10亿年后的大爆炸(z~5-6)。我们发现这些星系与20亿年后的类似系统相比,热辐射减少了12倍以上,并且相对于远红外连续谱,[CII]辐射增强,证实了早期宇宙中星际介质性质的强烈演变。气体分布在1-8千秒差距的尺度上,并在样品中显示出不同的动力学。这些结果与早期星系的尘埃明显少于z<3的典型星系相一致,并且可以与当地的低金属丰度系统相媲美。
2015-03-26 astro-ph.GA
A Cold, Massive, Rotating Disk Galaxy 1.5 Billion Years after the Big Bang
在传统的星系形成模型中,像银河系这样的大质量盘状星系预计会在较晚的时候形成,但最近的数值模拟表明,这样的星系可能早在大爆炸后10亿年通过冷物质的吸积和合并形成。在观测上,要辨别出在高红移下发射的盘状星系是很困难的,这样就可以分辨出相互竞争的星系形成模型。在这里,我们报告成像,分辨率约为1.3千秒差距,158微米的发射线,从单离子化碳,远红外尘埃连续谱和近紫外连续谱发射从一个星系的红移为4.2603,通过检测其类星体光的吸收确定。这些观测结果表明,这种辐射来自于一个寒冷的尘埃旋转盘内的气体,旋转速度为每秒272公里。对银河系中一氧化碳排放的检测产生了一个分子质量,这与电离碳排放的估计值一致,约为720亿太阳质量。当宇宙只有15亿年的时候,这样一个巨大的、旋转支撑的冷盘星系的存在有利于通过冷模吸积或合并形成,尽管它的大旋转速度和大量的冷气体仍然具有挑战性,难以用大多数数值模拟重现。
2020-05-19 astro-ph.GA
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
我们报告的[CII]和OH的发射对与z=5.3亚毫米星系(SMG)AzTEC-3的星系原星团中心的干涉成像,使用阿塔卡马大(分)毫米阵列(ALMA)。我们检测到强大的[CII],OH,和休息帧157.7微米连续发射向SMG。[CII]辐射分布在3.9 kpc的尺度上,意味着动力学质量为9.7 x 10^10 Msun,恒星形成率(SFR)表面密度为Sigma_SFR = 530 Msun/yr/kpc 2。这表明AzTEC-3在Sigma_SFR形成恒星,接近辐射压力支持盘的爱丁顿极限。我们发现,OH的排放是轻微的蓝移相对于[CII]线,这可能表明与恒星暴的峰值阶段的分子外流。我们还检测和动态解决[CII]发射超过7.5千秒差距的规模对一个三重莱曼break星系与中等UV为基础的SFR在原星系团在95千秒差距的投影距离SMG。这些星系在连续谱中没有被探测到,这表明远红外SFR <18-54 Msun/yr,与基于紫外线的估计22 Msun/yr一致。这些星系的光谱能量分布与附近的螺旋星系和星暴星系不一致,但与矮星系相似。这与对年轻恒星爆发的预期是一致的,没有明显的老年恒星星族。这表明这些星系是富含金属的,但没有严重的尘埃遮蔽,z>5的“正常”恒星形成星系,表明ALMA可以在非常早期的宇宙中检测到“典型”星系中的星际介质。
2014-10-17 astro-ph.CO astro-ph.GA
Warm Gas in the Vicinity of a Supermassive Black hole 13 Billion Years Ago
本文通过对z=6明亮类星体的高分辨率观测,探测到致密盘中的高J CO谱线发射,证实X射线加热主导CO激发且气体柱密度极高,表明高J CO谱线观测是识别早期宇宙中被尘埃严重遮蔽类星体的有效手段。
2025-03-11 astro-ph.GA
Gas conditions of a star-formation selected sample in the first billion years
本文利用ALMA观测13个z=6至7.6的[C II]发射伴星系,发现[O III]/[C II]比值增强源于对明亮蓝色莱曼断裂星系的样本选择偏差,并给出低尘埃温度和高尘埃质量的限制。
2024-06-27 astro-ph.GA
Galaxy growth in a massive halo in the first billion years of cosmic history
根据目前对宇宙结构形成的理解,宇宙中最大质量结构的前身在大爆炸后不久就开始形成,在宇宙密度场最大波动的区域。在这些结构的活跃生长和组装期间-宇宙的最初几亿年-观察这些结构是具有挑战性的,因为它需要足够灵敏的调查来检测遥远的星系,这些星系作为这些结构的路标,并且足够宽以捕获最稀有的物体。因此,迄今为止探测到的这类物体很少。在这里,我们报告的观测远红外发光的物体在红移6.900(小于800万年后的大爆炸),发现在一个广泛的领域调查。高分辨率成像显示,这个来源是一对极其巨大的恒星形成星系。这些星系中较大的一个正在以每年2900个太阳质量的速度形成恒星,包含2700亿个太阳质量的气体和25亿个太阳质量的尘埃,并且比任何其他已知的物体都要大,红移超过6。它的快速恒星形成可能是由它的同伴星系引发的,预计距离只有8千秒差距。这个合并的伴星拥有350亿太阳质量的恒星,恒星形成率为每年540个太阳质量,但其气体和尘埃数量级比其邻居少,物理条件类似于附近宇宙中低金属量星系中观察到的情况。这些物体表明存在一个质量超过4000亿太阳质量的暗物质晕,使其成为宇宙中最稀有的暗物质晕之一。
2017-12-08 astro-ph.GA
Confirming Herschel candidate protoclusters from ALMA/VLA CO observations
ALMA 870 $μ$ m连续成像发现了一个人口的混合物的多个尘埃恒星形成星系(DSFG)的来源,最初发现的赫歇尔空间天文台。然而,它们的成对分离比ALMA跟踪其他单碟调查或理论模拟所预期的要小得多。使用ALMA和VLA,我们有针对性的这些系统中的三个,以确认是否多个870 $μ$ m连续源位于相同的红移,成功地检测到$^{12}$ CO($J = 3$-2)和$^{12}$ CO($J = 1$-0)线,并能够确认,在这三种情况下,所有的多个DSFG可能是物理关联在同一个结构。因此,我们报告发现了两个新的富气尘埃原星团核(HELAISS 02,$z = 2.171 \pm 0.004$ ; HXMM 20,$z = 2.602 \pm 0.002$)。第三个目标位于$z = 2.51$(在文献中命名为CL J1001+0220)的著名的COSMOS超密度区,我们没有发现任何新的安全CO(1-0)探测,尽管它的一些成员只显示出试探性的探测,需要进一步的确认。从两个新的原星团核心的气体,尘埃和恒星性质,我们发现非常大的分子气体分数,但低恒星质量,推动以上的主要序列的来源,而不是提高他们的恒星形成效率。我们认为这些源可能是迁移到主序星的新形成星系。这三个系统相互之间以及与场星系之间的性质比较可能表明系统之间的演化阶段不同。
2019-05-21 astro-ph.GA
Dust in the first galaxies
利用宇宙学体积模拟和一个定制的亚格子模型研究了在宇宙历史的第一个10亿年中由于Pop~III金属富集而导致的第一个星系中的基线尘埃消光。我们发现,虽然最丰富的,高密度的原始星系的视线可以经历一个可测量的量从Pop~III尘埃($E(B-V)_{\rm max}=0.07,\ A_{\rm V,max}\approx0.28$)的消光,平均消光是非常低的$\left< E(B-V) \right> \lesssim 10^{-3}$。我们推导出暗物质晕质量与$E(B-V)\propto M_{\rm halo}^{0.80}$消光之间的幂律关系。通过MonteCarlo参数研究,我们建立了矮星系在高红移处的紫外光谱的基线红化。用这种方法,我们找到了$\left<β_{\rm UV}\right>-2.51\pm0.07$,它几乎是晕质量和红移无关的。
2018-01-18 astro-ph.GA
A gravitationally unstable gas disk of a starburst galaxy 12 billion years ago
早期宇宙中的亚毫米明亮星系正在以比银河系高1000倍的速度积极形成恒星。大部分恒星形成于中央1千秒差距区域,其大小与在宇宙恒星形成历史的高峰期发现的巨大静止星系相当,最终成为当今宇宙中巨大椭圆星系的核心。然而,人们对致密星暴核心内部的物理和运动学特性知之甚少,因为解剖它需要比哈勃太空望远镜更高的角分辨率。在这里,我们报告了在z=4.3的最明亮的无透镜亚毫米星系中对气体和尘埃的550秒差距分辨率的观测。我们第一次绘制出了严重尘埃遮蔽的核心内部分子气体的空间和运动学结构。气体的分布是cluerical,而下面的磁盘是旋转支持。利用高质量的分子气体质量表面密度图,我们发现了一个强有力的证据表明,星暴盘是引力不稳定的,这意味着气体的自引力克服了恒星辐射反馈的差旋转和内部压力。观测到的分子气体将在1亿年的时间尺度内被恒星形成所消耗,这与合并的星暴星系相当。我们的研究结果表明,在早期宇宙中最极端的星暴起源于有效的恒星形成,由于在中央2 kpc区域的引力不稳定性。
2018-08-31 astro-ph.GA
Exploring the Dust Population in Cold Diffuse Clouds
冷扩散云(CDCs)是致密分子云的母体,其形成和演化不仅影响恒星形成过程,而且影响大尺度星系演化。我们已经开始了一个CDC的灰尘含量的试点研究,量化不同类型的灰尘的丰度和这些分子气体的相对丰度,云的物理性质,其一般发展阶段的目标。使用测光从AKARI和其他调查,我们已经提取了一个样本的光谱能量分布(SED)的CDC尘埃热辐射在近红外到亚毫米范围。提取的SED与文献中的其他SED非常相似,证实了我们沿着视线将云排放与其他来源隔离开来。我们计划在云中的每个位置用尘埃模型拟合这个SED,自动化我们的程序来绘制这个CDC和其他人的结构。
2017-12-05 astro-ph.GA
HYPERION: broad-band X-ray-to-near-infrared emission of Quasars in the first billion years of the Universe
本研究构建z≳6明亮QSO从X射线到近红外的平均SED,修正3000 Å热改正为3.3,发现其紫外-光学辐射与低红移模板相符而近红外热尘埃贡献略强。
2025-02-20 astro-ph.GA
Illuminating the dark side of cosmic star formation two billion years after the Big Bang
星系是如何以及何时形成并聚集它们的恒星和恒星质量的?这些问题对于天体物理学和宇宙学至关重要,其答案需要完全重建所谓的宇宙恒星形成率密度(SFRD),即宇宙每单位体积的平均恒星形成率的演化。虽然SFRD已经可靠地追溯到100亿至110亿年前,但它的演化在早期宇宙时代仍然受到很大的限制,它的估计主要是基于在紫外线下发光的星系和低尘埃遮蔽。这种有限的知识很大程度上是由于缺乏对早期宇宙中所有类型的恒星形成星系的公正普查。我们提出了一种新的方法来寻找尘埃遮蔽的恒星形成星系的基础上,他们在无线电波长的发射加上缺乏光学同行。在这里,我们提出了一个样本的197个星系选择这种方法。这些系统在以前的光学和近红外波段的观测中被遗漏,其中22个系统的红移非常高(即z > 4.5)。这些难以捉摸的系统对SFRD的贡献是巨大的,可以高达40%的先前已知的基于UV发光星系的SFRD。在大爆炸后的头20亿年里,仅仅是这些被严重遮蔽的星系的存在就为研究星系形成和演化的早期阶段开辟了新的途径,并为理解这些系统与在后来的宇宙时代停止恒星形成的大质量星系之间的联系开辟了新的途径。
2020-12-28 astro-ph.CO astro-ph.GA
The cosmic evolution of dust-corrected metallicity in the neutral gas
由于灰尘的存在,从吸收线光谱解释阻尼Ly- $α$吸收体(DLA)的丰度通常是一个挑战。然而,由于DLAs追踪遥远的富含气体的星系,而不管它们的光度如何,它们提供了一种有吸引力的方法来测量中性气体金属丰度随宇宙时间的演化。到目前为止,这已经被广泛地做了,但通常没有考虑适当的灰尘校正。本文的目的是:i)提供一个简单的方法来计算尘埃校正,基于一个单一的观察到的[ $X$ /Fe],ii)评估DLA金属丰度和它们的演变的尘埃校正的重要性,和iii)调查大DLA样品的铁的宇宙演化。我们已经根据观测到的[Zn/Fe]、[Si/Fe]或[S/Fe]推导出了尘埃校正,并证实了它们的鲁棒性。我们目前的灰尘校正金属丰度的[Fe/H] $_{\rm tot}$的规模为236个DLAs在广泛的$z$,并评估不同金属在不同的金属丰度的灰尘校正的程度。DLAs中的尘埃校正即使对于Zn(通常为0.1-0.2,并且高达$0.5$ ~dex)也是重要的,这常常被忽视。最后,我们用$z$研究了尘埃校正的金属丰度的演化。DLA金属丰度随红移而降低,从今天到$\sim12.6$十亿年前($z=5$)降低50-100倍。在计及尘埃校正后,DLA金属丰度平均值比未计校正值高0.4- 0.5倍。金属丰度和$z$之间关系的上包络线在$z\lesssim0.5$达到太阳金属丰度,尽管有些系统的太阳金属丰度已经达到$z\sim3$…
2018-03-14 astro-ph.GA
Modeling Dust Production, Growth, and Destruction in Reionization-Era Galaxies with the CROC Simulations II: Predicting the Dust Content of High-Redshift Galaxies
本研究利用CROC模拟结合后处理方法建模再电离时代星系尘埃过程,发现现有模型参数无法同时匹配多波段观测约束,指出尘埃分布观测可有力检验恒星反馈模型。
2023-08-22 astro-ph.GA
Astrochemistry of the molecular gas in Dusty Star-Forming Galaxies at the Cosmic Noon
该研究综述了宇宙正午时期尘埃恒星形成星系中分子气体的天体化学研究进展,梳理了相关核心参数与未决问题,明确了分子气体在恒星形成过程中的关键示踪与塑造作用。
2024-04-15 astro-ph.GA
The unexpectedly large dust and gas content of quiescent galaxies at z>1.4
早期型星系(ETG)包含了本宇宙中存在的大多数恒星,并且恒星质量超过5e10 Msun,远远超过了像银河系这样的螺旋星系。这些巨大的球状星系,在今天,只有很少的气体或尘埃,它们的恒星星族已经被动地演化了100多亿年。导致这些星系中恒星形成终止和星际介质耗尽的物理机制在很大程度上仍然是理论性的。特别是,目前还没有直接测量的残余气体的量,可能仍然存在于新的静止的球体在高红移。在这里,我们表明,静态ETG在z~1.8,接近其时代的淬火,包含2 - 3个数量级的尘埃在固定的恒星质量比本地ETG。这意味着存在大量的气体(5 - 10%),但消耗效率低于更活跃的星系,可能是由于它们的球状形态,并与我们的模拟一致。这种较低的恒星形成效率,以及可能由活动星系核(AGN)持续反馈维持的延长的热气晕,结合在一起,使ETG在整个宇宙时间内保持被动。
2018-01-15 astro-ph.GA
From stardust to interstellar grain growth in the first galaxies: a cosmological transition in dust evolution near z ~ 8.9
Aix Marseille Université, CNRS, CNES, LAM(艾克斯马赛大学);Chalmers University of Technology(查尔姆斯理工大学);Dipartimento di Fisica, “Sapienza” Università di Roma(罗马智慧大学物理系);INAF/Osservatorio Astronomico di Roma(意大利国家天体物理研究所罗马天文台);INFN, Sezione di Roma I(意大利国家核物理研究所罗马第一分部);Sapienza School for Advanced Studies(罗马智慧大学高等研究院);Institute of Astronomy and Astrophysics, Academia Sinica(中央研究院天文及天文物理学研究所)
本研究利用JWST、ALMA和NOEMA观测及变点分析,发现首批星系尘埃演化在红移z~8.9(大爆炸后约5.7亿年)发生从超新星尘埃主导到星际颗粒增长主导的宇宙学转变。
2026-09-10 astro-ph.GA
A Candidate of a Least-Massive Black Hole at the First 1.1 Billion Years of the Universe
我们报告的候选人低光度活动星系核(AGN)在z=5,是从第一次近红外图像的JWST CEERS项目选择。这个源,命名为CEERS-AGN-z5-1,绝对星等为1450 A,M1450=-19.5 +/- 0.3,是利用JWST/NIRCam图像的超高空间分辨率,从z>4的莱曼破裂星系目录中视觉选择紧凑源发现的。CFHT、HST、Spitzer和JWST提供的20个光度数据表明,这个源的连续形状让人想起一个未被遮蔽的活动星系核,并且在红移的Hbeta+[OIII]和Halpha被覆盖的过滤器中有一个明显的颜色过剩。估算的谱线亮度为L_H β +[OIII] =10^43.0 erg s-1和L_H α =10^42.9 erg s-1,对应的静止帧等效宽度分别为EW_{Hbeta+[OIII]} =1100 A和EW_H α =1600 A。我们的SED拟合分析有利于这种情况下,这个对象是一个强大的宽线发射器,甚至是一个超级爱丁顿吸积黑洞(BH),虽然一个非常年轻的星系与适度的尘埃衰减的可能性不完全排除。测辐射热光度L_bol=2.5 +/- 0.3 \times 10^44 erg s-1,与在爱丁顿极限吸积的M_BH = 10^6 M_sun的z<0.35宽线活动星系核的光度一致。这个新的活动星系核在宇宙的第一个11亿年的人口可能会缩小观测到的高红移BH质量范围和BH种子之间的差…
2022-12-11 astro-ph.GA
The Thesan-Zoom project: bursty star formation is incompatible with prolonged dust survival
Kavli IPMU (WPI), UTIAS, The University of Tokyo(东京大学);Institute for Fundamental Physics of the Universe(宇宙基础物理研究所);York University(约克大学)
研究宇宙尘埃在星系演化初期的情况,通过thesan-zoom模拟套件分析,发现尘埃属性与爆发性恒星形成紧密相关,模型中爆发性恒星形成影响尘埃存活,预测衰减与观测有差异,未来高红移尘埃观测对理解相关物理机制至关重要。
2026-07-13 astro-ph.GA
Modeling the Infrared Reverberation Response of the Circumnuclear Dusty Torus in AGNs: An Investigation of Torus Response Functions
活动星系核(AGN)的尘埃环核环面的大小和结构,可以通过分析环面的红外(IR)尘埃辐射的时间响应的AGN紫外/光学光度的变化进行研究。这种方法,混响映射,是适用于广泛的红移范围内,但红外响应是敏感的几个约束条件较差的变量有关的灰尘分布和照明,复杂的解释测量混响滞后。我们已经使用了我们的环面混响映射代码(TORMAC)的增强版本进行了全面的探索,在选定的波长的环面响应函数,标准的星际介质颗粒组成。响应函数的形状在我们的模型所涵盖的参数范围内变化很大,最大的变化发生在较短的波长($\leq 4.5\,μ$ m)。混响滞后,量化为响应加权延迟(RWD),是最受影响的径向深度的环面,径向云分布的陡峭度,AGN辐射场的各向异性程度,和体积填充因子。然而,我们发现,RWD提供了一个合理的鲁棒估计,在$\sim 3$的因素,亮度加权环面半径,确认混响映射的基本假设。然而,总体上,模型预测$2.2\,μ$ m处的半径,其是比从K波段混响映射导出的半径大的$\sim 2$的典型因子。这很可能是一个迹象,表明环的最里面的区域是由大石墨颗粒为主的云。
2020-02-28 astro-ph.GA
Spatially Resolved Galaxy-Dust Modeling with Coupled Data-Driven Priors
针对星际尘埃衰减导致星系真实形状和SED恢复困难且难以规模化的问题,提出一种利用双神经网络作为数据驱动先验的联合建模方法,从多波段图像中提取星系与尘埃的空间分辨性质,显著提升了SED估计并促进尘埃演化研究。
2024-11-12 astro-ph.GA astro-ph.IM
JADES: Differing assembly histories of galaxies -- Observational evidence for bursty SFHs and (mini-)quenching in the first billion years of the Universe
本研究基于JADES深度NIRSpec光谱重建200个星系的SFH,揭示高红移、低质量星系更年轻且恒星形成更爆发,并发现新的高红移迷你熄灭星系。
2023-06-08 astro-ph.GA
The Evolution of the Galaxy Rest-Frame Ultraviolet Luminosity Function Over the First Two Billion Years
我们提出了一个强大的测量和分析的休息帧紫外(UV)光度函数在z=4-8。我们使用深哈勃空间望远镜成像的CANDELS/GOODS领域,哈勃超深场和1年哈勃前沿场深平行观测。这些巡天观测提供了这一时期0.6-1.2 x 10^6 Mpc^3的有效体积,使我们能够对暗星系(M_UV=-18)和亮星系(M_UV < -21)进行稳健的搜索。我们使用经过良好测试的光度红移技术选择候选星系,并仔细筛选污染物,找到了3.5<z<8.5的7446个星系的样本,其中z~6-8的星系超过1000个。我们使用马尔可夫链蒙特卡罗分析来测量亮度函数,以测量鲁棒的不确定性。在暗端,我们的结果与以前的研究一致,但我们发现在z>6处有更高丰度的紫外亮星系,在z>5处M* ~-21,与以前基于低红移趋势推断的结果不同。在z=8时,单一幂律提供了与UV光度函数同样良好的拟合,而在z=6和7时,在亮端处的指数截止是适度优选的。我们比较半解析模型,并发现,缺乏M* 的演变是一致的模型,其中尘埃衰减的亮度函数的亮端的影响降低在较高的红移。我们测量了宇宙恒星形成率密度的演化,修正了尘埃衰减,发现它在z>4时下降为(1+z)^(-4.3 +/- 0.5),与z>9时的观测结果一致。我们的观测结果与再电离历史一致,即从z>10开始,在z>6完成,在6.7<z<9.4达到中点(x_HII = 0.5)。最后,我们的观测预测明亮的…
2015-06-06 astro-ph.GA
Confirming Near- to Mid-IR Photometrically-Identified Obscured AGNs in the JWST era
本研究评估了通过近中红外测光和SED拟合识别遮蔽AGN的假设,提出利用Haro 11模板和13.5微米行为来减少污染并提高样本完整性。
2025-10-08 astro-ph.GA
Spatial variations in aromatic hydrocarbon emission in a dust-rich galaxy
研究利用JWST在大爆炸后不到15亿年的富尘埃星系中探测3.3μm PAH特征,揭示其与大尘埃、恒星发射的空间分离及局域物理过程影响。
2023-06-05 astro-ph.GA
Detection of the 2175Å UV Bump at z>7: Evidence for Rapid Dust Evolution in a Merging Reionisation-Era Galaxy
本研究在红移7.112的合并星系GNWY-7379420231中探测到2175Å紫外消光隆起,证实了再电离时代尘埃的快速演化。
2025-09-11 astro-ph.GA
Revisiting the dust torus size-luminosity relation based on a uniform reverberation mapping analysis
本研究基于WISE数据对446/416个1型AGN进行反响映射分析,发现尘埃环大小与光度关系斜率(0.39/0.33)浅于理论预期,并证实环的分层结构,且爱丁顿比率可能影响该关系。
2024-04-19 astro-ph.GA
Accelerated Formation of Ultra-Massive Galaxies in the First Billion Years
基于JWST FRESCO巡天数据,系统研究36个红移5至9的大质量尘埃星系,发现三个超大质量星系需50%重子转化为恒星,挑战现有星系形成模型,但整体与ΛCDM无冲突。
2024-09-19 astro-ph.GA
Cosmological simulation with dust formation and destruction
为了研究宇宙学体积中尘埃的演化,我们进行了流体动力学模拟,其中金属和尘埃的富集与恒星形成和恒星反馈自洽地处理。我们认为尘埃演化驱动的恒星喷出物中的尘埃生产,尘埃破坏溅射,颗粒生长的吸积和凝聚,颗粒破碎,并分别对待小颗粒和大颗粒跟踪粒度分布。在确认我们的模型很好地再现了附近星系的尘埃与气体比和金属丰度之间的观测关系后,本文将重点关注宇宙学体积上的尘埃丰度。同向运动的尘埃质量密度在红移$z\sim 1$ -2处有一个峰值,与观测建议的宇宙中尘埃最多的时期相一致。{In在本机宇宙中,大约10%的尘埃包含在星系际介质(IGM)中,只有1/3- 1/4的尘埃在溅射的尘埃破坏中幸存下来。尘埃质量函数在$\lesssim 10^8$ M $_\odot$处大致再现,而质量端仍有偏差,这表明{在大质量星系中存在更强反馈的必要性}。这个关系表明吸积对尘埃星系是必不可少的。此外,我们的模型广泛地再现了观测到的环银河系介质(CGM)中的尘埃表面密度的径向分布。虽然我们的模型满足观测约束的尘埃灭绝{宇宙尺度},它预测,在CGM和IGM的尘埃是由大($> 0.03~μ$ m)颗粒,这是在紧张的陡峭的变红曲线{观察}在CGM。
2018-07-22 astro-ph.CO astro-ph.GA
Untangling the Nature of Spatial Variations of Cold Dust Properties in Star Forming Galaxies
我们调查了20个本地恒星形成星系的远红外(IR)尘埃发射的关键洞察力附近的星系:远红外巡天与赫歇尔(KINGFISH)样本。我们使用斯皮策太空望远镜和赫歇尔太空天文台的图像模拟远红外/亚毫米光谱能量分布(SED)。我们使用两个温度修正的黑体拟合程序,逐个像素地计算冷尘埃温度(T(冷))和发射率(β)(每个像素的范围为0.1-3 kpc^2)。我们的拟合方法使我们能够通过从星系中心到外围的建模(物理尺度为~15-50 kpc,取决于星系的大小)来研究温度和发射率变化的解析性质。我们以两种方式拟合每个SED:(1)同时拟合T(冷)和β,(2)保持β常数并拟合T(冷)。我们将T(冷)和β与恒星形成率(由L(H α)和L(24)计算)、旧恒星星族的光度(通过L(3.6)追踪)和尘埃质量表面密度(通过500微米光度追踪,L(500))进行比较。我们发现SFR/L(500)和T(冷)之间有一个显着的趋势,这意味着硬紫外光子相对于尘埃量的通量显着有助于加热的冷,或扩散,尘埃成分。我们还看到了L(3.6)/L(500)和β之间的趋势,表明旧的恒星星族有助于加热远红外/亚毫米波长。最后,我们发现,当β保持不变时,T(冷)表现出强烈的径向下降趋势,说明远红外SED的形状在星系中径向变化,从而证实了Galametz等人(2012)中观察到的趋势几乎是样本大小的两倍。
2014-05-19 astro-ph.GA
Molecular gas and dust properties of galaxies from the Great Observatories All-sky LIRG Survey
我们展示了IRAM-30 m望远镜$^{12}$ CO和$^{13}$ CO对本地宇宙中55个发光和超亮红外星系(LIRG和ULIRG)样本的观测结果。这个样本是大天文台全天LIRG巡天(GOALS)的一个子集,我们使用辅助多波长数据来更好地了解它们的星际介质和恒星形成特性。其中53个星系(96%)在$^{12}$ CO中被探测到,29个星系(52%)在$^{13}$ CO中也被探测到,其水平高于3 $σ$。CO谱线的中位零强度全宽(FWZI)速度为661 km/s $^{-1}$,$\sim$ 54%的星系呈现多峰CO谱线. Herschel光度数据被用来构建每个星系的远红外光谱能量分布,这些光谱能量分布与修改后的黑体模型相匹配,该模型允许我们导出尘埃温度和质量以及红外光度。我们假设(U)LIRGs的气体-尘埃质量比与具有类似恒星质量的局部螺旋星系相当(即,气体/尘埃的合并是可比的,他们的祖先),以获得一个CO到H的$_2$转换因子$\langleα\rangle=1.8^{+1.3}_{-0.8}M_\odot$(K km s $^{-1}$ pc $^{2}$)$^{-1}$ ;这样的值是可比的(U)LIRG的基础上的动力学质量参数。我们推导出(U)LIRGs的气体耗尽时间为$400-600$ Myr,而本地螺旋星系的气体耗尽时间为1.3 Gyr。最后,我们重新研究之间的关系…
2019-07-08 astro-ph.GA
Searching Far and Long I: Pilot ALMA 2mm Follow-up of Bright Dusty Galaxies as a Redshift Filter
对早期的尘埃恒星形成星系(DSFG)进行全面的普查是必要的,以限制对宇宙恒星形成率密度(CSFRD)的模糊贡献,然而,由于红移的亚毫米测光的简并性,超过$z \sim 4$的DSFG既罕见又难以单独从测光数据中识别。在这里,我们提出了一个试点研究获得后续阿塔卡马大毫米阵列(ALMA)$2\,$毫米观测的一个完整的样本39 $850\,\rmμm$明亮的尘埃星系在SSA 22字段。经验建模表明,在$850\,\rmμm - 1\,$ mm处选择的DSFG的现有样本的$2\,$ mm成像可以快速且容易地分离位于$z>4$或更高处的“大海捞针”DSFG。结合档案亚毫米成像与我们测得的ALMA $2\,$毫米测光($1σ\sim 0.08\,$ mJy $\,$光束$^{-1}$ rms),我们表征星系的IR SED,并用它们来约束红移。通过六个亚毫米波段的组合,我们确定了6/39个高$z$候选者,每个候选者都有$>50\%$可能性位于$z > 4$,并发现红移和$2\,$ mm通量密度之间的正相关性。具体来说,我们的模型表明,除了$2\,$毫米到一个适度约束的IR SED将提高毫米衍生红移的准确性从$Δz/(1+z) = 0.3$到$Δz/(1+z) = 0.2$。我们的IR SED表征为样品中相对高的发射率光谱指数($\langle β\rangle = 2.4\pm0.3$)提供了证…
2022-03-28 astro-ph.GA
Dust in the Wind: Composition and Kinematics of Galaxy Outflows at the Peak Epoch of Star Formation
银河系尺度的外流调节恒星质量的增长和星系的化学富集,但关键的外流性质,如化学成分和质量损失率仍然在很大程度上未知。我们解决这些属性与凯克/ESI小阶梯光栅光谱的9个引力透镜z=2-3恒星形成星系,探测范围内的吸收跃迁。在我们的样本中,星际吸收主要是由流出的物质,典型的速度为-150 km/s。约80%的总柱密度与净流出有关。低电离阶段的质量损失率与恒星形成率相当或超过恒星形成率,当考虑电离气体时,总流出率可能更高。从恒星形成的重元素产量的一半是在低电离阶段喷出,证实外流在调节星系化学演化中起着关键作用。覆盖率各不相同,一般是不均匀的,大多数星系在所有速度下都被低离子不完全覆盖。低离子丰度模式显示出非常小的分散,揭示了一个独特的“化学指纹”的流出。气相Si/Fe丰度显著高于太阳([Si/Fe] $\gtrsim$ 0.4),表明$α$增强和尘埃贫化的组合。派生的属性是最广泛的运动学,富含金属,并在类似的红移耗尽星系际吸收系统相媲美,这表明这些极端的系统与星系外流在碰撞参量保守在几十千秒差距。我们讨论了z=2-3星系的丰度模式的影响和外流在这个时代的作用。
2018-09-13 astro-ph.GA
Quenching of star formation from a lack of inflowing gas to galaxies
在宇宙30亿岁的时候,一半大星系中的恒星形成被熄灭了。至少在某些情况下,极少量的分子气体似乎对此负责,尽管在其他情况下,形态气体稳定化,激波加热或与中心超大质量黑洞吸积相关的活动被调用。最近对气体耗尽猝灭的研究是基于上限,这些上限不够敏感,无法确定这种鲁棒性或堆叠排放及其平均问题。在这里,我们报告1.3毫米观测尘埃排放从六个强透镜星系的恒星形成已淬火,放大倍数高达30倍。六个星系中有四个未探测到尘埃排放,估计尘埃质量的上限为恒星质量的0.0001倍,而通过替代(假设银河系分子气体与尘埃的比例),分子气体为恒星质量的0.01倍。这是两个数量级的分子气体每单位恒星质量比看到的恒星形成星系在类似的红移。从这些小样本中推断仍然很困难,但这些观测确定了气体耗尽是导致高红移星系中某些部分停止恒星形成的原因。
2021-09-21 astro-ph.GA
Torus and polar dust dependence on AGN properties
本文对活动星系核(AGN)周围遮蔽物质的性质进行了统计分析。本研究首次利用高角分辨率红外数据和各种环面模型(光滑环面模型、星团环面模型、两相环面模型和星团盘+风模型)对24个Seyfert(Sy)星系的超硬X射线(14- 195 keV; Swift/BAT)体积受限(DL<40 Mpc)样本(BCS 40样本)进行了研究。我们发现,光滑,clusional和两相环面模型(即不包括极地尘埃风分量)和盘+风模型提供了最好的适合的星系数量相当,8/24(33.3%)和9/24(37.5%),分别。我们发现,最佳拟合模型取决于氢柱密度(NH),这是相关的X射线(未遮挡/遮挡)和/或光学(Sy 1/Sy 2)分类。特别是,光滑、团簇和双相环面模型最好地再现了具有相对高氢柱密度(log(NH)的中值=23.5+-0.8;即Sy 2)的活动星系核的红外辐射。然而,cloud-disc+风模式提供了最好的拟合核红外光谱能量分布(SED)的Sy 1/1.8/1.9(对数(NH)的中值=21.0+-1.0),特别是在近红外(NIR)范围。盘+风模型在拟合Sy 1星系的近红外辐射方面的成功是由于在尘埃成分中加入大的石墨颗粒和中间倾角的风引起的自遮蔽效应的结合。在一般情况下,我们发现,塞弗特星系有不利(有利)的条件,即核氢柱密度和爱丁顿比,发射红外尘埃极外流是最好的拟合与光滑,clusional和两相环…
2022-10-07 astro-ph.GA
Consensus report on 25 years of searches for damped Ly$α$ galaxies in emission: Confirming their metallicity-luminosity relation at $z \gtrsim 2$
从我们最近的X-射手运动的检测统计数据的摘要开始,我们回顾了主要的调查,空间和地面为基础,高红移阻尼的Ly $α$吸收剂(DLAs)的排放同行进行了第一次检测以来25年前。我们表明,所有调查的检测率精确地再现了一个简单的模型,其中的金属丰度和光度的星系与DLA遵循的关系的形式,${\rm M_{UV}} = -5 \times \left(\,[{\rm M/H}] + 0.3\, \right) - 20.8$,和DLA横截面遵循的关系的形式$σ_{DLA} \propto L^{0.8}$。具体地,我们的光谱活动由11个DLA组成,所述DLA基于它们的SiII $\lambda1526$的等效宽度被预选以具有高于[Si/H] >-1的金属丰度。在甚大望远镜上用X射线摄谱仪观察了这些目标,以寻找类星体周围的发射线。我们观察到64%(7/11)的高检出率,显著高于随机、HI选择的DLA样本的典型$\sim$ 10%。我们使用上述模型,模拟我们的调查的结果,连同一系列以前的调查:光谱叠加,直接成像(使用“双DLA”技术),长缝光谱,积分场光谱。根据我们的模型结果,我们能够协调所有结果。当观察单个目标的Ly $α$发射预测时,在模型和数据之间观察到一些张力。然而,物体与物体之间的差异很可能是由于基本比例关系的显著分散以及影响排放的尘埃量的不确定性。
2017-04-26 astro-ph.GA
The Metal Abundances across Cosmic Time ($\mathcal{MACT}$) Survey. II. Evolution of the Mass-Metallicity Relation over 8 Billion Years, using [OIII]$λ$4363Å-based Metallicities
我们提出的第一个结果,从MMT和凯克光谱的$0.1\leq z\leq1$发射线星系的大样本选择从我们的窄带成像在斯巴鲁深场。我们测量了164个星系的弱[OIII] $λ$ 4363发射线(66个至少有3个$σ$检测,98个有显着的上限)。这条线的强度由电离气体的电子温度决定。因为气体温度由金属含量调节,所以气相氧丰度与[OIII] $λ$ 4363线强度呈负相关。我们的基于温度的金属丰度研究是第一个跨越宇宙时间的$\approx$ 8 Gyr和恒星质量的$\approx$ 3 dex的低质量星系,$\log{\left(M_{\rm star}/M_{\rm sun}\right)}\approx6.0-9.0$。使用广泛的多波长测光,我们测量的恒星质量-气体金属丰度关系的演变及其依赖于尘埃校正的恒星形成率(SFR)。后者是从高信噪比的巴耳末发射线测量获得的。我们的质量-金属丰度关系与Andrews & Martini在$z\leq0.3$的结果一致,并且在给定的恒星质量$\log{({\rm O/H})}\propto(1+z)^{-2.32^{+0.52}_{-0.26}}$下向低丰度方向发展。我们发现,具有较低的金属丰度的星系有较高的SFR在一个给定的恒星质量和红移,虽然散射是大的($\approx$ 0.3德克斯),和趋势是弱于当地的研究。我们还比较了我们的质量-金属丰度…
2016-09-21 astro-ph.GA
Near-Infrared MOSFIRE Spectra of Dusty Star-Forming Galaxies at 0.2<z<4
我们目前的近红外和光学光谱观测的样本450 $μ$ m和850 $μ$ m-选择尘埃恒星形成星系(DSFG)中确定的400弧分$^2$领域的COSMOS领域。在$0.2<z<4$上,102个目标中的31个来源得到了光谱学的确认,主要是用Keck MOSFIRE在近红外线上进行了确认,还有一些是用Keck LRIS和DEIMOS在光学上进行了确认。确认率低是由于我们的目标中的高静止框架光学遮蔽和对某些红移范围的有限灵敏度。在COSMOS领域中可用的高质量光度红移使我们能够测试DSFG的光度红移的鲁棒性。我们发现一个子集(11/31 $\approx35$ %)的DSFG与不准确的($Δz/(1+z)>0.2$)或不存在的光度红移,这些有非常不同的光谱能量分布从其余的DSFG,这表明高度模糊和unobscured组件去耦。我们提出了一个复合的休息帧4300- 7300欧姆频谱DSFG,并找到200 $\pm$ 30公里的$^{-1}$气体流出的证据。我们的检测子样本的星云线发射表明,硬电离辐射场是无处不在的高Z DSFG,甚至比典型的质量或UV选择的高Z星系。我们还确认了DSFG中尘埃遮蔽的极端水平,测量了非常高的巴耳末衰减,以及非常高的IR与UV和IR与H $α$光度的比率。这项工作表明,需要扩大使用宽带宽技术在毫米的光谱确认的大样本的高z DSFG,在确认这些来源在光学/近红外波长…
2017-03-29 astro-ph.GA
Comparison of cosmological simulations and deep submillimetre galaxy surveys
最近单碟望远镜在亚毫米测量方面的进展使我们能够进一步挑战宇宙学模拟和观测之间的一致性。特别是,我们比较我们的模拟,包括灰尘的形成和破坏与最近的SCUBA-2调查(“研究”),把重点放在基本的观测性质的尘埃排放,如尘埃温度,红外(IR)发射区的大小,红外光度函数和IRX- $β$关系。在确认我们的模型再现了本地星系的属性后,我们检查了$z\approx 1-4$的STUDIES样本,发现模拟再现了上述数量,除了在大质量端的$z\gtrsim 2$ IR光度函数($\sim 10^{13}$ L $_{\odot}$)。这意味着目前的模拟正确地再现了尘埃区的大小和光度(或恒星形成率)之间的整体比例关系,但缺乏在$z\gtrsim 2$极端的星暴现象。我们还讨论了消光曲线和活动星系核可能的贡献。
2019-01-21 astro-ph.CO astro-ph.GA
The VANDELS survey: Dust attenuation in star-forming galaxies at $\mathbf{z=3-4}$
我们提出了一个新的研究结果的尘埃衰减在红移$3 < z < 4$的基础上的样本$236$恒星形成星系的VANDELS光谱调查。从第一个十亿年(FiBY)模拟项目的结果的动机,我们认为,在这些红移的恒星形成星系的内禀光谱能量分布(SED)有一个自相似的形状在整个质量范围$8.2 \leq$日志$(M_{\star}/M_{\odot}) \leq 10.6$探测我们的样品。使用FiBY数据,我们构建了一套内在的SED模板,其中包括详细的恒星形成和化学丰度的历史,以及各种恒星人口合成(SPS)模型假设。利用这组固有的SED,我们提出了一种直接恢复灰尘衰减曲线形状和标准化的新方法。我们发现,在所有的内在模板考虑,恒星形成星系在$z\simeq3.5$的平均衰减曲线的形状类似于通常采用的卡尔泽蒂星爆定律,平均总选择性衰减比为$R_{V}=4.18\pm0.29$。我们表明,使用我们的方法预测的光学衰减($A_V$)与恒星质量($M_{\star}$)的关系是一致的,最近ALMA观测的星系在$2<z<3$的\emph{Hubble} \emph{Ultra} \emph{Deep} \emph{Field}(HUDF),以及经验$A_V - M_{\star}$的关系预测的卡尔泽蒂定律。我们的研究结果,结合其他文献数据,表明$A_V - M_{\star}$关系不发展的红移范围$0<z<5$…
2018-02-14 astro-ph.GA
The JWST Extragalactic Mock Catalog: Modeling galaxy populations from the UV through the near-IR over thirteen billion years of cosmic history
我们提出了一个原始的唯象模型来描述星系数、形态和光谱能量分布在很宽的红移范围(0.2<z<15)和恒星质量范围内的演化[Log 10 M/Msun >6]。我们的模型遵循观测到的质量和光度函数的恒星形成和静止的星系,并再现红移的颜色,大小,恒星形成和化学性质的观测星系人口的演变。与其他现有的方法不同,我们的模型包括一个自洽的治疗恒星和光电离气体排放和尘埃衰减的基础上的BEAGLE工具。用我们的新模型生成的模拟星系目录可用于模拟和优化未来设施(如詹姆斯韦伯太空望远镜(JWST))的河外调查,并对光度和光谱数据的分析程序,解释工具和测量系统进行关键评估。作为这项工作的第一个应用程序,我们预测即将到来的JWST高级深河外星系调查(JADES),JWST/NIRCam和NIRSpec保证时间观测团队的联合计划。我们表明,在236弧分的巡天范围内,JADES利用近红外相机成像将探测到数千个z>6的星系,以及数十个z>10且m_AB<30(5-sigma)的星系。JADES的数据将能够精确地限制z>8时紫外光度函数的演化,并解决目前关于z>8时星系演化速率的争论。准备使用模拟目录和软件来生成新的实现是公开的JADes extraGalactic Ultradeep Artificial Realizations(JAGUAR)包。
2018-04-17 astro-ph.GA
A High-Resolution Investigation of the Multi-Phase ISM in a Galaxy during the First Two Billion Years
利用z=4.24的强透镜亚毫米星系H-ATLAS SJ 142413.9+022303(ID 141)对高红移下的多相星际介质(ISM)进行了首次空间分辨研究。本文给出了尘埃连续谱和CO(7-6),H_2O(2_{1,1}-2_{0,2}),CI(1-0)和CI(2-1)谱线的高分辨率(低至~350 pc)ALMA观测结果,后两条谱线使我们首次在空间上分辨出ISM的冷相。我们的运动学模型显示,该系统似乎是由一个旋转支持的气体盘附近的扰动的证据为主。我们发现CI(1-0)线与其他线的分布非常不同,表明存在一个冷气体库,这在其他星系的研究中可能会被遗漏。我们已经用四种不同的示踪剂估算了ISM的质量,总是得到一个在(3.2-3.8)x 10^{11} M_sol范围内的估算值,明显高于我们的动力学质量估算值(0.8-1.3)x 10^{11} M_sol。我们认为,这种冲突和文献中报道的其他类似冲突是因为气体示踪剂的比例比用于校准高红移星系ISM的银河值低4倍。我们证明,这可能是由于头重脚轻的初始质量函数和强烈的化学演化。使用各种定量指标,我们表明,极端的,虽然它是在z=4.24,ID 141将可能加入人口的静止星系出现在宇宙中的z~3。
2021-12-07 astro-ph.GA
The dusty, albeit ultraviolet bright infancy of galaxies
最大的星系在宇宙还年轻的时候就获得了它们的质量。冷流猛烈地为这些年轻的星系提供了大量的新鲜气体,导致了非常有效的恒星形成。利用一个很好的解决星系形成的流体动力学模拟,我们证明,这些庞大的星系已经在大爆炸后几十亿年的地方。相反,当地的恒星形成星系,尘埃重新发射出大部分的恒星紫外线(UV)光在红外和亚毫米波长,我们的自洽模型的尘埃消光预测,相当大一部分的紫外光子应该逃离原始星系。这样一个模型使我们能够可靠地计算高红移物体的数量作为光度的函数,并产生紫外线光度与现有最深观测调查中测量到的光度密切匹配的星系。考虑到我们公认的星际介质(ISM)物理学模型仍然很简单,这个协议是非常好的。假设宇宙学参数被设置为它们目前所喜欢的值,则在整个红移范围从4到7内,虚紫外发光星系的光度函数(LF)与现有的数据相一致。尽管它们在短波长下有相当多的发射,我们预计,未来的亚毫米级设施(如ALMA)将探测到最亮紫外星系的对应物
2009-12-02 astro-ph.CO astro-ph.GA
Quiescent galaxies 1.5 billion years after the Big Bang and their progenitors
我们报告了两个安全的($z=3.775, 4.012$)和一个试探性的($z\approx3.767$)光谱确认的大质量和静止星系通过$K$波段观测Keck/MOSFIRE和VLT/X-Shooter。恒星的连续辐射、没有强烈的星云发射线以及没有显著的远红外探测证实了这些天体的被动性质,不利于低红移尘埃恒星形成闯入者的替代解决方案。我们推导出恒星质量的$\mathrm{log}(M_{\star}/M_\odot)\sim11$和正在进行的恒星形成率放置这些星系$\gtrsim 1-2$德克斯低于其红移的主要序列。通过参数化的恒星形成的历史表明,这些来源经历了一个强大的($\langle \rm SFR \rangle \sim 1200-3500\,M_\odot\,\mathrm{yr}^{-1}$)和短($\sim 50$ Myr)爆发的恒星形成,峰值$\sim 150-500$ Myr之前的观察时间,所有的属性让人想起的亚毫米星系(SMG)的特点在$z>4$。我们通过比较这两个种群的同动数密度和性质来研究这种联系。我们发现一个公平的协议,只有最深的亚毫米调查检测不仅是最极端的星爆,但也更正常的星系。我们支持这些发现,进一步探索的插图TNG宇宙学模拟,检索人口的完全淬火的大质量星系在$z\sim3-4$和SMG在$z\sim4-5$,与数密度和属性与观测在$z\sim3$,但…
2019-12-20 astro-ph.GA
The formation and cosmic evolution of dust in the early Universe. I. Dust sources
本文是早期宇宙尘埃形成与演化综述的第一部分,聚焦超新星、AGB星等尘埃来源及星际介质中尘埃的再处理,结合近邻宇宙观测约束理论模型,强调不同源在早期宇宙尘埃累积中的作用。
2024-01-31 astro-ph.GA astro-ph.SR
Massive Galaxies Form Early and Gray: Stellar Assembly and Dust Attenuation at $\mathbf{z>3.5}$ from CAPERS
The University of Texas at Austin(德克萨斯大学奥斯汀分校);Cosmic Frontier Center, The University of Texas at Austin(德克萨斯大学奥斯汀分校宇宙前沿中心);NSF’s National Optical-Infrared Astronomy Research Laboratory(美国国家光学-红外天文研究实验室);Space Telescope Science Institute(太空望远镜科学研究所)
研究通过JWST光谱数据揭示z>3.5高红移巨大星系的恒星组装和尘埃消光特性,发现高质量星系倾向于浅灰尘埃消光曲线,且星系形成时间存在显著多样性。
2026-05-13 astro-ph.GA
Near-Infrared Stellar Populations in the metal-poor, Dwarf irregular Galaxies Sextans A and Leo A
本文介绍了JHK $_{s}$对贫金属([Fe/H] $<$ -1.40)矮不规则星系狮子座A和六分仪A的观测结果。他们的近红外恒星星族的特点是使用组合的颜色星等图和识别长周期变星。我们发现了红巨星和渐近巨星分支恒星,与星系的中年人口(2-8 Gyr老)的成员资格一致。将我们的数据与宽带光学和中红外测光相匹配,我们确定了每颗恒星的光度,温度和尘埃产生率(DPR)。我们用DPR $>10^{-11}$ $M_\odot \,{\rm yr}^{-1}$识别了狮子座A中的32颗恒星和六分仪A中的101颗恒星,证实了贫金属恒星可以形成大量的尘埃。我们还发现了在低金属含量下富氧尘埃形成的初步证据,这与以前的模型相矛盾,该模型表明富氧尘埃的产生在金属贫乏的环境中受到抑制。尘埃注入狮子座A和六分仪A星际介质的总速率分别为(8.2 $\pm$ 1.8)$\times 10^{-9}$ $M_\odot \,{\rm yr}^{-1}$和(6.2 $\pm$ 0.2)$\times 10^{-7}$ $M_\odot \,{\rm yr}^{-1}$。这些尘埃的大部分是由少数尘埃非常多的演化恒星产生的,并且不会随着金属丰度而强烈变化。
2017-12-18 astro-ph.GA astro-ph.SR
Ultra High-Redshift or Closer-by, Dust-Obscured Galaxies? Deciphering the Nature of Faint, Previously Missed F200W-Dropouts in CEERS
Università di Padova(帕多瓦大学);INAF, Osservatorio Astronomico di Padova(意大利国家天体物理研究所帕多瓦天文台);Department of Astronomy, The University of Texas at Austin(德克萨斯大学奥斯汀分校天文学系);NSF’s National Optical-Infrared Astronomy Research Laboratory(美国国家光学-红外天文研究实验室);INAF, Osservatorio Astronomico di Roma(意大利国家天体物理研究所罗马天文台);Department of Physics and Astronomy, Texas A&M University(得克萨斯农工大学物理与天文系)
本文通过JWST数据发现CEERS中未被记录的F200W暗弱源,利用多波段数据和SED拟合工具,揭示了尘埃矮星系的质量分布及高红移候选星系的红移概率分布,为理解早期星系形成与尘埃机制提供新线索。
2026-01-16 astro-ph.GA
Dust in Historical Galactic Type Ia Supernova Remnants with Herschel
星系中星际尘埃的起源还不太清楚,特别是超新星和中低质量恒星的冷恒星风的相对贡献。在这里,我们介绍了历史上年轻超新星遗迹的70- 500微米的赫歇尔PACS和SPIRE测光:开普勒和第谷;两者都被认为是Ia型爆炸事件的遗迹。我们在开普勒的残骸中检测到一个温度为82 K、质量为0.0031Msun的暖尘成分,这与热X射线发射的光学结和细丝在空间上是一致的,这与起源于被残骸的主爆炸波扫过的星周物质的暖尘一致。同样,对于第谷的遗迹,我们探测到了质量为0.0086Msun的90 K温暖尘埃。通过比较热尘埃的空间分布与来自喷出物和扫掠介质的X射线以及来自激波后边缘的Ha发射,我们发现热尘埃是扫掠星际物质的。我们没有发现在大质量恒星的核心坍缩残留物中观察到的质量>0.07Msun的尘埃的冷(25-50 K)成分的证据。这里探测到的温暖或寒冷的尘埃成分在空间上都与超新星喷出物物质不一致。我们比较缺乏观测到的超新星尘埃与理论模型的尘埃形成在Ia型遗迹,预测尘埃质量为0.088(0.017)Msun的喷出物扩展到周围的密度为1(5)cm-3。该模型预测,富含硅和碳的尘埃颗粒将在400年时遇到观测到的尘埃排放的内部边缘,这证实了大多数温暖的尘埃来自于被扫过的星周或星际颗粒(分别为开普勒和第谷)。在喷出物中缺乏冷尘埃颗粒表明,Ia型残留物不会产生大量的富铁尘埃颗粒,并有重要的后果,在喷出物中观察到的“失踪…
2012-01-03 astro-ph.GA astro-ph.SR
Spectroscopic confirmation of a mature galaxy cluster at redshift two
星系团是宇宙中质量最大的维里化结构,是在宇宙时间内通过物质的引力吸积形成的。一个红移z=2的演化星系团的发现,对应于104亿年的回顾时间,提供了一个研究其性质的机会。星系团XLSSC 122最初在XMM大尺度结构巡天中被发现为一个微弱的扩展X射线源,并被发现与光度红移为1.9 +/- 0.2的致密星系相一致。随后在毫米波长的观测发现,沿着XLSSC 122的视线,Sunyaev-Zel'dovich递减,从而证实了热的星团内气体的存在,而欧洲航天局的X射线多镜任务的深层成像光谱学(XMM-牛顿)揭示了一个扩展的,X射线明亮的气态大气,维里温度为6000万开尔文,富集金属的程度与局部团簇相同。在这里,我们报告的休息框架光学光谱观测XLSSC 122和确定37个成员星系的平均红移为1.98,对应于104亿年的回顾时间。我们使用测光来确定平均无尘恒星年龄为29.8亿年,这表明这些星系中的恒星形成开始于平均红移为12的时候,当时宇宙只有3.7亿年。推断的形成红移的全部范围,包括尘埃的影响,涵盖了从7到13的区间。这些观测结果证实了XLSSC 122是一个非常成熟的星系团,其成员星系中既有演化的恒星星族,又有组成团内介质的炽热富金属气体。
2020-01-02 astro-ph.CO astro-ph.GA