The detection of FIR emission from high-redshift star-forming galaxies in the ECDF-S
The detection of FIR emission from high-redshift star-forming galaxies in the ECDF-S
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ECDF-S 中高红移恒星形成星系的 FIR 发射探测
DOI：
10.1093/mnras/stt929
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发表时间：
2013
影响因子：
4.8
通讯作者：
Davies L
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Davies L
我们使用了扩展的钱德拉深场南的大型尖端测辐射热计相机测量来研究典型恒星形成系统(莱曼破裂星系和莱曼α发射体，LAE)在红移3，4，4.5和5(分别为922，68，46和20个源)处的静止帧远红外(FIR)辐射。我们最初专注于LBGS atz∼3，并选择了三个子样本，分别是恒星质量(静止帧光学最亮，M*>；1010.25M⊙)、消光校正的恒星形成(假设βUV=−2并应用尘埃衰减修正，SFRtot>；6.7 M⊙yr−1)和静止帧UV星等(代表了R<；24.43的典型莱曼断裂选择)。我们在我们的子样本中产生了典型源的合成870亿μm图像，获得了∼4σ探测(分别为0.61mJy，0.35mJy和0.37mJy)，并提出了FIR光度与恒星质量之间的关系。我们对∼3、4、4.5和5的全部样本应用了类似的程序，没有获得探测--这一结果与FIR光度和恒星质量之间的简单比例一致。为了限制这些系统的FIR光谱能量分布，我们利用Herschel光谱和光度成像接收器(SPIRE)对场的观测，探索了它们在跨越∼3尘埃发射峰值的多个波长下的发射。我们获得了恒星质量和紫外线量级选择样本的多个波长的探测，并找到了与尘埃温度在∼33-41 K范围内最佳匹配的SED。我们计算了FIR光度、遮挡恒星形成率(SFR)和尘埃质量，发现在这些系统中有很大一部分恒星形成是模糊的。有趣的是，我们的样本选择在消光校正的SFR上，并没有显示从其红色UV光谱斜率预测的大的FIR通量。这表明，假设本征紫外线斜率并修正尘埃衰减的方法对于这个样本可能是无效的--事实上，这些并不是最活跃的恒星形成系统。我们所有的Z∼3样本都落在形成恒星的星系Z∼3上，我们探测到的子样本很可能代表了LBGS群体在其时代的高遮蔽端。我们将我们的子样本与其他各种星系群的FIR特性进行了比较，发现我们的恒星质量选择样本显示了一些与同一纪元的亚毫米星系(SMG)相似的FIR特征，因此可能代表了高红移FIR光度函数的低FIR光度端。
We have used the Large Apex Bolometer Camera Survey of the Extended Chandra Deep Field South to investigate rest-frame far-infrared (FIR) emission from typical star-forming systems (Lyman-break galaxies, LBGs, and Lyman α emitters, LAEs) at redshift 3, 4, 4.5 and 5 (922, 68, 46 and 20 sources, respectively). We initially concentrate on LBGs atz∼ 3 and select three sub-samples on stellar mass (rest-frame optical brightest,M*> 1010.25M⊙), extinction-corrected star formation (assuming βUV= −2 and applying a dust attenuation correction, SFRtot> 6.7 M⊙yr−1) and rest-frame UV magnitude (representing a typical Lyman-break selection withR< 24.43). We produce composite 870 μm images of the typical source in our sub-samples, obtaining ∼4σ detections (0.61, 0.35 and 0.37 mJy, respectively) and suggesting a correlation between FIR luminosity and stellar mass. We apply a similar procedure to our full samples atz∼ 3, 4, 4.5 and 5 and do not obtain detections – a result that is consistent with a simple scaling between FIR luminosity and stellar mass. In order to constrain the FIR spectral energy distribution (SED) of these systems, we explore their emission at multiple wavelengths spanning the peak of dust emission atz∼ 3 using theHerschelSpectral and Photometric Imaging Receiver (SPIRE) observations of the field. We obtain detections at multiple wavelengths of both our stellar mass and UV-magnitude-selected samples, and find a best-fitting SED with dust temperatures in the ∼33–41 K range. We calculate FIR luminosity, obscured star formation rates (SFRs) and dust masses and find that a significant fraction of star formation in these systems is obscured. Interestingly, our sample selected on extinction-corrected SFR does not display the large FIR fluxes predicted from its red UV spectral slope. This suggests that the method of assuming an intrinsic UV slope and correcting for dust attenuation may be invalid for this sample – and that these are not in fact the most actively star-forming systems. All of ourz∼ 3 samples fall on the ‘main sequence’ of star-forming galaxies atz∼ 3 and our detected sub-samples are likely to represent the high obscuration end of the LBGs population at their epoch. We compare the FIR properties of our sub-samples with various other galaxy populations, finding that our stellar mass selected sample shows some similar FIR characteristics to Submillimeter Galaxies (SMGs) at the same epoch and therefore potentially represents the low FIR luminosity end of the high-redshift FIR luminosity function.
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