ADF22-WEB：z = 3.1 原星系团核心中由宇宙网丝状结构塑造的大质量星系形成

《Publications of the Astronomical Society of Japan》：ADF22-WEB: Massive galaxy formation shaped by cosmic web filaments in the z = 3.1 proto-cluster core

　　

摘要

基于阿塔卡马大型毫米波/亚毫米波阵列（ALMA）多波段观测、JWST成像以及通过JVLA进行的CO(1–0)测量，我们对嵌入在SSA22前团核心区域、由Lyα示踪的宇宙网丝中的18个尘埃丰富的恒星形成星系（DSFGs）（z=3.09）中的尘埃、分子气体和星系结构进行了全面普查。利用多达六波段ALMA测光并结合Herschel/SPIRE数据，我们构建了静止系远红外光谱能量分布。这些DSFGs的远红外光度跨越两个数量级（LFIR～1011–1013 L⊙），中位值为log(LFIR/L⊙)=11.56??·32??·??，Tdust=25???? K。对于八个拥有高分辨率（～1 kpc）JWST和ALMA成像的DSFGs，我们测量了恒星和尘埃的面密度，并发现二者呈正相关，表明恒星成分的结构压缩与星际介质的压缩同步进行。我们报告了12次CO(1–0)检测、18次CO(3–2)、各4次CO(8–7)和CO(9–8)，以及1次CO(12–11)。CO(3–2)与CO(1–0)之间的中位亮度温度比r31=0.66??·????·??，与相似红移处的星野星系一致。高J的CO谱线显示出相对较低的激发度，CO(8–7)/CO(3–2)比与恒星形成率面密度相关，表明分子气体的激发主要由恒星形成调节。较低质量星系相对于星野星系标度关系表现出过量的分子气体分数和较高的耗尽时间。通过结合同一视场中的静止星系样本，我们识别出一条从气体丰富、低恒星光面密度的系统到气体贫乏、恒星面密度高的紧凑系统的序列。这些结果表明，致密环境中大质量星系的演化受控于一个物质循环，该循环将宇宙网环境中气体供给、恒星形成与结构转变联系在一起。