Chaotic and Clumpy Galaxy Formation in an Extremely Massive Reionization-era Halo - Aix-Marseille Université Accéder directement au contenu
Article Dans Une Revue The Astrophysical journal letters Année : 2022

Chaotic and Clumpy Galaxy Formation in an Extremely Massive Reionization-era Halo

Justin S. Spilker
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Christopher C. Hayward
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Daniel P. Marrone
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Manuel Aravena
James Burgoyne
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Scott C. Chapman
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Thomas R. Greve
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Yashar D. Hezaveh
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Ryley Hill
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Katrina C. Litke
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Christopher C. Lovell
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Matthew A. Malkan
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Eric J. Murphy
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Desika Narayanan
Kedar A. Phadke
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Cassie Reuter
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Antony A. Stark
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Nikolaus Sulzenauer
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Joaquin D. Vieira
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David Vizgan
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Axel Weiss

Résumé

The SPT 0311-58 system at z = 6.900 is an extremely massive structure within the reionization epoch and offers a chance to understand the formation of galaxies at an extreme peak in the primordial density field. We present 70 mas Atacama Large Millimeter/submillimeter Array observations of the dust continuum and [C II] 158 μm emission in the central pair of galaxies and reach physical resolutions of ~100-350 pc, among the most detailed views of any reionization-era system to date. The observations resolve the source into at least a dozen kiloparsec-size clumps. The global kinematics and high turbulent velocity dispersion within the galaxies present a striking contrast to recent claims of dynamically cold thin-disk kinematics in some dusty galaxies just 800 Myr later at z ~ 4. We speculate that both gravitational interactions and fragmentation from massive parent disks have likely played a role in the overall dynamics and formation of clumps in the system. Each clump individually is comparable in mass to other 6 < z < 8 galaxies identified in rest-UV/optical deep field surveys, but with star formation rates elevated by a factor of ~3-5. Internally, the clumps themselves bear close resemblance to greatly scaled-up versions of virialized cloud-scale structures identified in low-redshift galaxies. Our observations are qualitatively similar to the chaotic and clumpy assembly within massive halos seen in simulations of high-redshift galaxies.
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insu-03667437 , version 1 (14-05-2022)

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Citer

Justin S. Spilker, Christopher C. Hayward, Daniel P. Marrone, Manuel Aravena, Matthieu Béthermin, et al.. Chaotic and Clumpy Galaxy Formation in an Extremely Massive Reionization-era Halo. The Astrophysical journal letters, 2022, 929, ⟨10.3847/2041-8213/ac61e6⟩. ⟨insu-03667437⟩
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