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Timing the earliest quenching events with a robust sample of massive quiescent galaxies at 2 < z < 5
Monthly Notices of the Royal Astronomical Society ( IF 4.7 ) Pub Date : 2020-06-04 , DOI: 10.1093/mnras/staa1535
A C Carnall 1 , S Walker 1 , R J McLure 1 , J S Dunlop 1 , D J McLeod 1 , F Cullen 1 , V Wild 2 , R Amorin 3, 4 , M Bolzonella 5 , M Castellano 6 , A Cimatti 7, 8 , O Cucciati 5 , A Fontana 6 , A Gargiulo 9 , B Garilli 9 , M J Jarvis 10, 11 , L Pentericci 6 , L Pozzetti 5 , G Zamorani 5 , A Calabro 6 , N P Hathi 12 , A M Koekemoer 12
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We present a sample of 151 massive ($M_* > 10^{10}\mathrm{M_\odot}$) quiescent galaxies at $2 3$, of which 2 are at $z>4$. We report formation redshifts, demonstrating that the oldest objects formed at $z > 6$, however individual ages from our photometric data have significant uncertainties, typically $\sim0.5$ Gyr. We demonstrate that the UVJ colours of the quiescent population evolve with redshift at $z>3$, becoming bluer and more similar to post-starburst galaxies at lower redshift. Based upon this we construct a model for the time-evolution of quiescent galaxy UVJ colours, concluding that the oldest objects are consistent with forming the bulk of their stellar mass at $z\sim6-7$ and quenching at $z\sim5$. We report spectroscopic redshifts for two of our objects at $z=3.440$ and $3.396$, which exhibit extremely weak Ly$\alpha$ emission in ultra-deep VANDELS spectra. We calculate star-formation rates based on these line fluxes, finding that these galaxies are consistent with our quiescent selection criteria, provided their Ly$\alpha$ escape fractions are $>3$ and $>10$ per cent respectively. We finally report that our highest-redshift robust object exhibits a continuum break at $\lambda\sim7000$A in a spectrum from VUDS, consistent with our photometric redshift of $z_\mathrm{phot}=4.72^{+0.06}_{-0.04}$. If confirmed as quiescent this object would be the highest-redshift known quiescent galaxy. To obtain stronger constraints on the times of the earliest quenching events, high-SNR spectroscopy must be extended to $z\gtrsim3$ quiescent objects.

中文翻译:

使用 2 < z < 5 的大量静止星系的强大样本来计时最早的猝灭事件

我们展示了 151 个质量($M_* > 10^{10}\mathrm{M_\odot}$)静止星系的样本,价格为 $2 3$,其中 2 个位于 $z>4$。我们报告了地层红移,表明最古老的物体形成于 $z > 6$,但是我们的光度数据中的个体年龄具有显着的不确定性,通常为 $\sim0.5$ Gyr。我们证明了静止种群的 UVJ 颜色随着 $z>3$ 的红移而演变,变得更蓝,更类似于较低红移的星暴后星系。基于此,我们构建了一个静止星系 UVJ 颜色的时间演化模型,得出的结论是,最古老的天体与在 $z\sim6-7$ 处形成其大部分恒星质量并在 $z\sim5$ 处淬灭是一致的。我们报告了两个物体的光谱红移,分别为 $z=3.440$ 和 $3.396$,在超深 VANDELS 光谱中表现出极弱的 Ly$\alpha$ 发射。我们根据这些线通量计算恒星形成率,发现这些星系符合我们的静止选择标准,前提是它们的 Ly$\alpha$ 逃逸率分别为 $>3$ 和 $>10$%。我们最终报告说,我们的最高红移稳健物体在 VUDS 的光谱中在 $\lambda\sim7000$A 处表现出连续中断,这与我们的光度红移 $z_\mathrm{photo}=4.72^{+0.06}_{ -0.04}$. 如果被确认为静止的,这个物体将是已知的最高红移的静止星系。为了对最早猝灭事件的时间获得更强的限制,高信噪比光谱必须扩展到 $z\gtrsim3$ 静止物体。我们根据这些线通量计算恒星形成率,发现这些星系符合我们的静止选择标准,前提是它们的 Ly$\alpha$ 逃逸率分别为 $>3$ 和 $>10$%。我们最终报告说,我们的最高红移稳健物体在 VUDS 的光谱中在 $\lambda\sim7000$A 处表现出连续中断,这与我们的光度红移 $z_\mathrm{photo}=4.72^{+0.06}_{ -0.04}$. 如果被确认为静止的,这个物体将是已知的最高红移的静止星系。为了对最早猝灭事件的时间获得更强的限制,高信噪比光谱必须扩展到 $z\gtrsim3$ 静止物体。我们根据这些线通量计算恒星形成率,发现这些星系符合我们的静止选择标准,前提是它们的 Ly$\alpha$ 逃逸率分别为 $>3$ 和 $>10$%。我们最终报告说,我们的最高红移稳健物体在 VUDS 的光谱中在 $\lambda\sim7000$A 处表现出连续中断,与我们的光度红移 $z_\mathrm{photo}=4.72^{+0.06}_{ -0.04}$. 如果被确认为静止的,这个物体将是已知的最高红移的静止星系。为了对最早猝灭事件的时间获得更强的限制,高信噪比光谱必须扩展到 $z\gtrsim3$ 静止物体。分别为 10 美元。我们最终报告说,我们的最高红移稳健物体在 VUDS 的光谱中在 $\lambda\sim7000$A 处表现出连续中断,与我们的光度红移 $z_\mathrm{photo}=4.72^{+0.06}_{ -0.04}$. 如果被确认为静止的,这个物体将是已知的最高红移的静止星系。为了对最早猝灭事件的时间获得更强的限制,高信噪比光谱必须扩展到 $z\gtrsim3$ 静止物体。分别为 10 美元。我们最终报告说,我们的最高红移稳健物体在 VUDS 的光谱中在 $\lambda\sim7000$A 处表现出连续中断,这与我们的光度红移 $z_\mathrm{photo}=4.72^{+0.06}_{ -0.04}$. 如果被确认为静止的,这个物体将是已知的最高红移的静止星系。为了对最早猝灭事件的时间获得更强的限制,高信噪比光谱必须扩展到 $z\gtrsim3$ 静止物体。
更新日期:2020-06-04
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