The ALMA Spectroscopic Survey in the Hubble Ultra Deep Field: Molecular Gas Reservoirs in High-redshift Galaxies - INSU - Institut national des sciences de l'Univers Accéder directement au contenu
Article Dans Une Revue The Astrophysical Journal Année : 2016

The ALMA Spectroscopic Survey in the Hubble Ultra Deep Field: Molecular Gas Reservoirs in High-redshift Galaxies

Roberto Decarli
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Fabian Walter
  • Fonction : Auteur
Manuel Aravena
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Chris Carilli
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Rychard Bouwens
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Elisabete da Cunha
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David Elbaz
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Dominik Riechers
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Ian Smail
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Mark Swinbank
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Axel Weiss
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Roland Bacon
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Franz Bauer
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Eric F. Bell
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Frank Bertoldi
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Scott Chapman
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Luis Colina
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Paulo C. Cortes
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Pierre Cox
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Jorge Gónzalez-López
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Hanae Inami
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Rob Ivison
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Jacqueline Hodge
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Alex Karim
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Benjamin Magnelli
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Kazuaki Ota
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Gergö Popping
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Hans-Walter Rix
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Mark Sargent
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Arjen van der Wel
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Paul van der Werf
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Résumé

We study the molecular gas properties of high-z galaxies observed in the ALMA Spectroscopic Survey (ASPECS) that targets an ∼1 arcmin2 region in the Hubble Ultra Deep Field (UDF), a blind survey of CO emission (tracing molecular gas) in the 3 and 1 mm bands. Of a total of 1302 galaxies in the field, 56 have spectroscopic redshifts and correspondingly well-defined physical properties. Among these, 11 have infrared luminosities {L}{IR} {10}11 {L}, I.e., a detection in CO emission was expected. Out of these, 7 are detected at various significance in CO, and 4 are undetected in CO emission. In the CO-detected sources, we find CO excitation conditions that are lower than those typically found in starburst/sub-mm galaxy/QSO environments. We use the CO luminosities (including limits for non-detections) to derive molecular gas masses. We discuss our findings in the context of previous molecular gas observations at high redshift (star formation law, gas depletion times, gas fractions): the CO-detected galaxies in the UDF tend to reside on the low-{L}{IR} envelope of the scatter in the {L}{IR}{--}{L}{CO}\prime relation, but exceptions exist. For the CO-detected sources, we find an average depletion time of ∼1 Gyr, with significant scatter. The average molecular-to-stellar mass ratio ({M}{{H}2}/M *) is consistent with earlier measurements of main-sequence galaxies at these redshifts, and again shows large variations among sources. In some cases, we also measure dust continuum emission. On average, the dust-based estimates of the molecular gas are a factor ∼2-5× smaller than those based on CO. When we account for detections as well as non-detections, we find large diversity in the molecular gas properties of the high-redshift galaxies covered by ASPECS.

Dates et versions

insu-03746214 , version 1 (05-08-2022)

Identifiants

Citer

Roberto Decarli, Fabian Walter, Manuel Aravena, Chris Carilli, Rychard Bouwens, et al.. The ALMA Spectroscopic Survey in the Hubble Ultra Deep Field: Molecular Gas Reservoirs in High-redshift Galaxies. The Astrophysical Journal, 2016, 833, ⟨10.3847/1538-4357/833/1/70⟩. ⟨insu-03746214⟩
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