Détection de l'émission O iii et de poussière dans l'infrarouge lointain dans une galaxie à un décalage rouge de 8,312 : Enrichissement précoce en métaux au cœur de l'ère de reionisation

Résumé Nous présentons la détection par l'Atacama Large Millimeter/submillimeter Array de la ligne O iii à 88 μm et de l'émission du continuum de poussière au repos à 90 μm dans une galaxie ayant un saut de Lyman (LBG) Y-dropout, MACS0416Y1, située derrière le cluster Frontier Field MACS J0416.1−2403. Cette détection O iii confirme le LBG avec un décalage rouge spectroscopique de z = 8.3118 ± 0.0003, faisant de cet objet l'une des galaxies les plus éloignées jamais identifiées spectroscopiquement. La densité de flux observée à 850 μm de 137 ± 26 μJy correspond à une luminosité infrarouge totale (IR) délensée de, si l'on suppose une température de poussière de T_dust = 50 K et un indice d'émissivité de β = 1,5, fournissant une grande masse de poussière. La modélisation de la distribution de l'énergie spectrale ultraviolet à infrarouge lointain, où le modèle d'émissivité O iii est incorporé, suggère la présence d'une composante stellaire jeune (τ âge ≈ 4 Myr), en formation d'étoiles (yr −1), modérément polluée en métaux (Z ≈ 0,2 Z ⊙) avec une masse de M_star = 3 × 10^8 M ⊙. Un modèle analytique d'évolution de la masse de poussière avec un seul épisode de formation d'étoiles ne reproduit pas la métallivité et la masse de poussière en τ âge ≈ 4 Myr, suggérant une composante stellaire évoluée préexistante avec M_star ∼ 3 × 10^9 M ☉ et τ âge ∼ 0,3 Gyr comme origine de la masse de poussière.