A tentative ∼1000 km s−1 offset between the [CII] 158 µm and Lyα line emission in a star-forming galaxy AT z = 7.2

Abstract

GN-108036 es una galaxia típica a z = 7.213, y es una de las fuentes conocidas más distantes del hemisferio norte. Basado en observaciones del telescopio NOrthern Extended Millimeter Array (NOEMA), reportamos la detección tentativa de la línea [Cii] 158 µm con un nivel de significancia de 3σ. La emisión integrada de la línea no coincide espacialmente por ∼ 4 kpc respecto de la emisión UV en reposo. La luminosidad total de [Cii] (L[CII] = 2.7 × 108 L⊙) es consistente con la relación entre luminosidad de [Cii] y tasa de formación estelar (SFR) observada en galaxias cercanas y también en galaxias a alto redshift. Más interesante, la línea [Cii] está corrida hacia el azul respecto a la línea Lyα por 982.2 ± 12.7 km s−1 . Si se confirma, este corresponde al valor más alto en diferencia de velocidad entre la línea Lyα y una línea no resonante reportada hasta ahora a z ≳ 6. De acuerdo a las tendencias observadas en otras galaxias a alto redshift, el gran valor de diferencia en velocidad en GN-108036 es consistente con su bajo ancho equivalente de Lyα y su alta magnitud absoluta UV. Basado en modelos de transferencia radiativa de la emisión Lyα de cáscaras que se expanden, la gran diferencia de velocidad puede ser interpretada como una gran densidad de columna de gas de hidrógeno, o viento galáctico con una velocidad de vout ∼ ∆vLyα/2 ∼ 500 km s −1 . Tabmién reportamos la potencial detección (3σ) de un sistema compañero localizado ∼ 30 kpc al este de GN-108036, a una similar velocidad sitémica y sin una contraparte en la emisión UV en reposo.