ALPINE-CRISTAL-JWST巡天：研究高红移星系中星际尘埃、气体和恒星在千秒差距尺度上的作用
The ALPINE-CRISTAL-JWST Survey: Investigating the role of interstellar dust, gas and stars in high-z galaxies at kpc-scales
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中文总结 AI 辅助
本研究利用ALMA和JWST数据，分析z~4-5星系中气体、尘埃和恒星的空间分布，发现强外流星系气体和尘埃比例更低，部分星系已形成大量尘埃储库。
中文摘要 AI 辅助
对星系演化的全面理解需要对星系内部气体和尘埃的分布及其演化进行详细分析。我们分析了红移z~4-5星系样本的空间分辨（约千秒差距）静止系[CII]和尘埃连续谱ALMA观测数据，并结合JWST/NIRSpec IFU数据。我们重点推导了原子和分子气体质量、尘埃和恒星质量、恒星形成率（SFR）以及金属丰度的空间分布。氧丰度图的数值范围为12+log(O/H)~8.1-8.3，同一星系内的变化幅度约为1个量级。本研究中用于估算星系原子气体质量的校准似乎将原子气体质量面密度高估了1-2个数量级。然而，基于空间分辨[CII]转换因子的校准给出了对总气体质量更稳健的估计。表现出强外流特征的星系，其尘埃-恒星面质量密度比和气体质量分数均低于无外流特征的星系。虽然后者与这些星系将其部分气体储库喷射到星系周介质中的情况一致，但较低的尘埃-恒星面质量密度比也表明部分尘埃含量被排出星系之外，这强化了先前关于恒星反馈或辐射压力导致尘埃移除的理论推测，用以解释极高红移星系的高紫外光度。我们样本中的一些星系，其尘埃-气体比和尘埃-恒星面质量密度比几乎比本地宇宙中的星系高出一个数量级，这表明在这些星系中，大约在1吉年时间尺度内已经建立起了庞大的尘埃储库。
英文摘要
A comprehensive understanding of galaxy evolution requires a detailed analysis of gas and dust, their distribution, and evolution within galaxies. We analyse spatially resolved (~kpc) rest-frame [CII] and dust continuum ALMA observations together with JWST/NIRSpec IFU data of a sample of galaxies at z~4-5. We focus on deriving the spatial distributions of atomic and molecular gas masses, dust and stellar masses, star formation rates (SFR), and metallicity. The oxygen abundance maps have values in the range of 12+log(O/H)~8.1-8.3 with variations of the order of 1dex within the same galaxy. The calibration used in this study to estimate the atomic gas mass in our galaxies seems to overestimate the atomic gas mass surface densities up to 1-2 orders of magnitude. However, a calibration based on a spatially resolved [CII] conversion factor gives a more robust estimation of the total gas mass. Galaxies exhibiting signatures of strong outflows have lower dust-to-stellar surface mass density ratio and lower gas mass fractions than the galaxies with no outflow signatures. While the latter is consistent with these galaxies ejecting part of their gas reservoir to the circumgalactic medium, the low dust-to-stellar surface mass density ratios also suggest that part of the dust content is expelled outside the galaxy, which reinforces previous theoretical suggestions of dust removal by stellar feedback or radiation pressure to explain the high UV luminosities in galaxies at very high-redshifts. Some galaxies of our sample have almost an order of magnitude higher dust-to-gas and dust-to-stellar surface mass density ratio than galaxies in the local Universe, suggesting that a large dust reservoir has been built up already at time scales of ~1 Gyr in these galaxies.
发表机构
- New Mexico State University（新墨西哥州立大学）
- Universidad de Granada（格拉纳达大学）
- Ghent University（根特大学）
- California Institute of Technology（加州理工学院）
- Universidad de Concepción（康塞普西翁大学）
- Maria Mitchell Observatory（玛丽亚·米切尔天文台）
- California State Polytechnic University, Humboldt（加州理工大学洪堡分校）
- Instituto de Astrofísica de Andalucía (CSIC)（安达卢西亚天体物理研究所（西班牙国家科研委员会））
- Università di Bologna（博洛尼亚大学）
- 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空间科学与天体物理观测站）
- Université de Strasbourg（斯特拉斯堡大学）
机构由 AI 辅助整理，请以论文原文为准。
