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The ALMA Spectroscopic Survey in the HUDF: Nature and Physical Properties of Gas-mass Selected Galaxies Using MUSE Spectroscopy

Authors :
Paulo C. Cortes
Jorge González-López
Fabian Walter
Lutz Wisotzki
Elisabete da Cunha
Tanio Díaz-Santos
Emanuele Daddi
Rob Ivison
Thierry Contini
Michael V. Maseda
Rychard Bouwens
Ian Smail
Roberto Decarli
Pierre Cox
Gergö Popping
Pascal Oesch
Leindert Boogaard
Dominik Riechers
Sander Schouws
Paul van der Werf
Jacqueline Hodge
Jorryt Matthee
Hans-Walter Rix
Rachel S. Somerville
Hanae Inami
Jarle Brinchmann
Axel Weiss
Chris Carilli
Roland Bacon
Manuel Aravena
Joop Schaye
Jeff Wagg
Franz E. Bauer
Mark Swinbank
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Max-Planck-Institut für Astronomie (MPIA)
Max-Planck-Gesellschaft
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National Radio Astronomy Observatory (NRAO)
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Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
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University of Edinburgh
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Universiteit Leiden [Leiden]
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Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)
École normale supérieure - Lyon (ENS Lyon)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL)
Cornell University
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Durham University
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Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3)
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP)
Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)
Université de Lyon-Université de Lyon-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)
Source :
The Astrophysical Journal, The Astrophysical Journal, 2019, 882 (2), pp.140. ⟨10.3847/1538-4357/ab3102⟩, Astrophysical journal, 2019, Vol.882(2), pp.140 [Peer Reviewed Journal], The Astrophysical Journal, American Astronomical Society, 2019, 882 (2), pp.140. ⟨10.3847/1538-4357/ab3102⟩, Astrophysical Journal (0004-637X), 882(2), 140
Publication Year :
2019
Publisher :
HAL CCSD, 2019.

Abstract

We discuss the nature and physical properties of gas-mass selected galaxies in the ALMA spectroscopic survey (ASPECS) of the Hubble Ultra Deep Field (HUDF). We capitalize on the deep optical integral-field spectroscopy from the MUSE HUDF Survey and multi-wavelength data to uniquely associate all 16 line-emitters, detected in the ALMA data without preselection, with rotational transitions of carbon monoxide (CO). We identify ten as CO(2-1) at $1 < z < 2$, five as CO(3-2) at $2 < z < 3$ and one as CO(4-3) at $z = 3.6$. Using the MUSE data as a prior, we identify two additional CO(2-1)-emitters, increasing the total sample size to 18. We infer metallicities consistent with (super-)solar for the CO-detected galaxies at $z \le 1.5$, motivating our choice of a Galactic conversion factor between CO luminosity and molecular gas mass for these galaxies. Using deep Chandra imaging of the HUDF, we determine an X-ray AGN fraction of 20% and 60% among the CO-emitters at $z \sim 1.4$ and $z \sim 2.6$, respectively. Being a CO-flux limited survey, ASPECS-LP detects molecular gas in galaxies on, above and below the main sequence (MS) at $z \sim 1.4$. For stellar masses $\ge 10^{10} (10^{10.5})$ M$_{\odot}$, we detect about 40% (50%) of all galaxies in the HUDF at $1 < z < 2$ ($2 < z < 3$). The combination of ALMA and MUSE integral-field spectroscopy thus enables an unprecedented view on MS galaxies during the peak of galaxy formation.<br />31 pages, 20 figures, 5 tables. Resubmitted to ApJ after addressing the first round of comments by the referee

Details

Language :
English
ISSN :
0004637X and 15384357
Database :
OpenAIRE
Journal :
The Astrophysical Journal, The Astrophysical Journal, 2019, 882 (2), pp.140. ⟨10.3847/1538-4357/ab3102⟩, Astrophysical journal, 2019, Vol.882(2), pp.140 [Peer Reviewed Journal], The Astrophysical Journal, American Astronomical Society, 2019, 882 (2), pp.140. ⟨10.3847/1538-4357/ab3102⟩, Astrophysical Journal (0004-637X), 882(2), 140
Accession number :
edsair.doi.dedup.....24b12b2aa282274f3be4974104f6372f