[论文解读] EROs found behind lensing clusters. II. Stellar populations and dust properties of optical dropout EROs and comparison with related objects

D. Schaerer, A. Hempel+7 more|arXiv (Cornell University)|Mar 15, 2007

Astronomy and Astrophysical Research被引用 4

一句话总结

本研究利用哈勃、甚大望远镜、斯皮兹曼和钱德拉望远镜的多波段测光数据，分析了星系团后方的强引力透镜极红对象（EROs），以确定其红移、恒星种群和尘埃特性。尽管光谱红移结果倾向于高红移（z~6–7），但这些天体的明亮绝对星等、数密度以及长波段数据强烈表明其为低红移（z~1–3）的尘埃遮蔽星暴星系，典型恒星质量为0.5–5×10¹⁰ M☉，恒星形成速率为1–18 M☉ yr⁻¹，其中一例极端LIRG在z~3时恒星形成速率高达~1000 M☉ yr⁻¹。

ABSTRACT

We determine the nature, redshift, stellar populations and dust properties of optically faint or non-detected extremely red objects (ERO) found from our survey of the lensing clusters A1835 and AC114. We perform SED fitting and use deep optical, HST, VLT, Spitzer data, and for some objects and sub-mm data. For most of the lensed EROs we find photometric redshifts showing a strong degeneracy between "low-z" (z~1-3) and high-z (z~6-7). Although formally best fits are often found at high-z, their resulting bright absolute magnitudes, the number density of these objects, and in some cases Spitzer photometry or longer wavelength observations, suggest strongly that all of these objects are at "low-z". The majority of these objects are best fitted with young (

研究动机与目标

• 确定在强引力透镜星系团A1835和AC114后方发现的光学暗弱或未检测到的EROs的真实性质、红移、恒星种群和尘埃特性。
• 解决光谱红移结果中低红移（z~1–3）与高红移（z~6–7）解之间的歧义，这些解在这些EROs中存在退化现象。
• 将透镜化的EROs与相关高红移候选体进行比较，包括z~6.5后星暴星系HUDF-J2以及Yan等人（2004）利用IRAC选出的EROs。
• 为未来APEX、赫歇尔和ALMA望远镜的观测，预测这些尘埃遮蔽EROs的中红外至亚毫米波段SED。
• 重新评估z~6.5后星暴候选体HUDF-J2的本质，认为其更可能是一个位于z~2.3–2.6的尘埃遮蔽星暴星系。

提出的方法

• 使用更新版本的Hyperz代码进行SED拟合，采用全面的合成、半经验及经验光谱模板库。
• SED建模使用了深空光学（ACS/HST）、近红外（VLT/ISAAC）、中红外（Spitzer/IRAC）以及更长波段数据（Spitzer/MIPS 24 µm和亚毫米波段，来自钱德拉望远镜）。
• 通过将观测的宽带星等拟合到模板SED，获得光谱红移，并对低红移与高红移解之间的退化现象进行仔细评估。
• 通过模板拟合获得的总辐射光度，结合引力透镜放大效应的校正，估算恒星质量和恒星形成速率（SFR）。
• 分析中包括与Yan等人（2004）的IRAC选EROs的比较，以及利用更新的测光数据和光谱模板对z~6.5后星暴候选体HUDF-J2的重新评估。
• 为最尘埃遮蔽的天体生成从红外至亚毫米波段的完整SED预测，以指导未来APEX、赫歇尔和ALMA的观测。

实验结果

研究问题

• RQ1 后方星系团A1835和AC114的透镜化EROs是否真正位于高红移（z~6–7），还是位于较低红移但具有强烈尘埃消光？
• RQ2 这些EROs的内在恒星种群特性（年龄、金属丰度、质量）和尘埃含量（A_V）为何？与已知的高红移候选体相比有何异同？
• RQ3 z~6.5后星暴候选体HUDF-J2的24 µm发射是否可用更低红移的尘埃遮蔽星暴来解释，而非高红移后星暴？
• RQ4 透镜化EROs的性质与Yan等人（2004）的IRAC选EROs相比如何？它们是否具有相似的恒星种群和尘埃特性？
• RQ5 这些尘埃遮蔽EROs在中红外至亚毫米波段的SED预测为何？它们在赫歇尔和ALMA等未来望远镜上的可探测性如何？

主要发现

• 大多数透镜化EROs的光谱红移结果倾向于z~6–7，但其明亮的绝对星等、数密度以及长波段测光（Spitzer和亚毫米波段）强烈支持其位于低红移（z~1–3）的起源。
• 这些EROs大多最佳拟合为年轻（≤0.5–0.7 Gyr）且富含尘埃的星暴种群，表明其经历了近期或持续的剧烈恒星形成。
• 三个EROs表现出强烈的消光，A_V ≈ 2.4–4，其中最极端的天体SMMJ14009+0252为z~3的LIRG，恒星形成速率约为~1000 M☉ yr⁻¹，恒星质量约为~6×10¹¹ M☉。
• z~6.5后星暴候选体HUDF-J2更可能是一个位于z~2.3–2.6的尘埃遮蔽星暴，这能自然解释其24 µm发射，并与其它透镜化EROs的SED一致。
• Yan等人（2004）的IRAC选EROs与透镜化EROs表现出非常相似的SED和性质，使用年轻、尘埃遮蔽星暴模板即可获得合理拟合，而非复合种群。
• 最尘埃遮蔽EROs的预测SED在中红外至亚毫米波段表现出强烈发射，使其成为APEX、赫歇尔和ALMA未来探测的优先目标。