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Candidate Population III stellar complex at <i>z</i>=6.629 in the MUSE Deep Lensed Field
Indexado
WoS WOS:000539099000016
Scopus SCOPUS_ID:85098986373
DOI 10.1093/MNRASL/SLAA041
Año 2020
Tipo artículo de investigación

Citas Totales

Autores Afiliación Chile

Instituciones Chile

% Participación
Internacional

Autores
Afiliación Extranjera

Instituciones
Extranjeras


Abstract



We discovered a strongly lensed (mu greater than or similar to 40) Ly alpha emission at z = 6.629 (S/N similar or equal to 18) in the MUSE Deep Lensed Field (MDLF) targeting the Hubble Frontier Field (HFF) galaxy cluster MACS J0416. Dedicated lensing simulations imply that the Ly alpha emitting region necessarily crosses the caustic. The arc-like shape of the Ly alpha extends 3 arcsec on the observed plane and is the result of two merged multiple images, each one with a de-lensed Ly alpha luminosity L less than or similar to 2.8 x 10(40) erg s(-1) arising from a confined region (less than or similar to 150 pc effective radius). A spatially unresolved Hubble Space Telescope (HST) counterpart is barely detected at S/N similar or equal to 2 after stacking the near-infrared bands, corresponding to an observed (intrinsic) magnitude m(1500) greater than or similar to 30.8 (greater than or similar to 35.0). The inferred rest-frame Ly alpha equivalent width is EW0 > 1120 angstrom if the IGM transmission is TIGM < 0.5. The low luminosities and the extremely large Ly a EW0 match the case of a Population III (Pop III) star complex made of several dozens stars (similar to 10(4) M-circle dot) that irradiate an HII region crossing the caustic. While the Ly alpha and stellar continuum are among the faintest ever observed at this redshift, the continuum and the Ly alpha emissions could be affected by differential magnification, possibly biasing the EW0 estimate. The aforementioned tentative HST detection tends to favour a large EW0, making such a faint Pop III candidate a key target for the James Webb Space Telescope and Extremely Large Telescopes.

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Disciplinas de Investigación



WOS
Astronomy & Astrophysics
Scopus
Sin Disciplinas
SciELO
Sin Disciplinas

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Publicaciones WoS (Ediciones: ISSHP, ISTP, AHCI, SSCI, SCI), Scopus, SciELO Chile.

Colaboración Institucional



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Autores - Afiliación



Ord. Autor Género Institución - País
1 Vanzella, E. Hombre INAF Osservatorio Astrofis & Sci Spazio - Italia
INAF Istituto di Astrofisica Spaziale e Fisica Cosmica, Bologna - Italia
2 Mereghetti, S. Hombre INAF Osservatorio Astrofis & Sci Spazio - Italia
INAF Istituto di Astrofisica Spaziale e Fisica Cosmica, Bologna - Italia
3 Espada, Daniel Hombre Univ Groningen - Países Bajos
Kapteyn Instituut - Países Bajos
4 Castellano, Marco Hombre Istituto Nazionale di Astrofisica - Italia
Osservatorio Astronomico di Roma - Italia
INAF Osservatorio Astron Roma - Italia
5 Calura, F. Hombre INAF Osservatorio Astrofis & Sci Spazio - Italia
INAF Istituto di Astrofisica Spaziale e Fisica Cosmica, Bologna - Italia
6 Rosati, P. Hombre INAF Osservatorio Astrofis & Sci Spazio - Italia
Univ Ferrara - Italia
INAF Istituto di Astrofisica Spaziale e Fisica Cosmica, Bologna - Italia
University of Ferrara - Italia
7 Grillo, C. Hombre Univ Milan - Italia
Università degli Studi di Milano - Italia
8 Dijkstra, M. Hombre
9 Gronke, M. - UNIV CALIF SANTA BARBARA - Estados Unidos
University of California, Santa Barbara - Estados Unidos
10 Sani, Eleonora Mujer ESO - Chile
European Southern Observatory Santiago - Chile
European Southern Observ - Chile
11 Mercurio, A. Mujer INAF Osservatorio Astron Capodimonte - Italia
Osservatorio Astronomico di Capodimonte - Italia
12 Tozzi, Paolo Hombre Istituto Nazionale di Astrofisica - Italia
Osservatorio Astrofisico Di Arcetri - Italia
INAF Osservatorio Astrofis Arcetri - Italia
13 Nonino, M. Hombre Istituto Nazionale di Astrofisica - Italia
Osservatorio Astronomico di Trieste - Italia
INAF Osservatorio Astron Trieste - Italia
14 Cristiani, S. Hombre Istituto Nazionale di Astrofisica - Italia
Osservatorio Astronomico di Trieste - Italia
INAF Osservatorio Astron Trieste - Italia
15 Mignoli, M. - INAF Osservatorio Astrofis & Sci Spazio - Italia
INAF Istituto di Astrofisica Spaziale e Fisica Cosmica, Bologna - Italia
16 Pentericci, Laura Mujer Istituto Nazionale di Astrofisica - Italia
Osservatorio Astronomico di Roma - Italia
INAF Osservatorio Astron Roma - Italia
17 Gilli, Roberto Hombre INAF Osservatorio Astrofis & Sci Spazio - Italia
INAF Istituto di Astrofisica Spaziale e Fisica Cosmica, Bologna - Italia
18 Treu, Tommaso Hombre UNIV CALIF LOS ANGELES - Estados Unidos
University of California, Los Angeles - Estados Unidos
19 Espada, Daniel Hombre Univ Groningen - Países Bajos
Kapteyn Instituut - Países Bajos
20 Cupani, Guido Hombre Istituto Nazionale di Astrofisica - Italia
Osservatorio Astronomico di Trieste - Italia
INAF Osservatorio Astron Trieste - Italia
21 Fontana, A. Hombre Istituto Nazionale di Astrofisica - Italia
Osservatorio Astronomico di Roma - Italia
INAF Osservatorio Astron Roma - Italia
22 Grazian, A. Mujer Istituto Nazionale di Astrofisica - Italia
Osservatorio Astronomico di Padova - Italia
INAF Osservatorio Astron Padova - Italia
23 Balestra, I. Hombre Istituto Nazionale di Astrofisica - Italia
OmegaLambdaTec GmbH - Alemania
Osservatorio Astronomico di Trieste - Italia
INAF Osservatorio Astron Trieste - Italia

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Origen de Citas Identificadas



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Citas Identificadas: 6.98 %
Citas No-identificadas: 93.02 %

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Financiamiento



Fuente
National Science Foundation
NSF
European Research Council
ERC
Horizon 2020 Framework Programme
PRIN-MIUR 2017
INAF main-stream

Muestra la fuente de financiamiento declarada en la publicación.

Agradecimientos



Agradecimiento
We thank the anonymous referee for a constructive report. We thank L.l. Mas-Ribas and D. Schaerer for very stimulating discussions. This work is supported by PRIN-MIUR 2017 WSCC32. We acknowledge funding from the INAF main-stream (1.05.01.86.31). KC and GBC acknowledge funding from the ERC through the award of the Consolidator Grant ID 681627-BUILDUP. This work was supported in part by the NSF grant: COLLABORATIVE RESEARCH: The Final Frontier: Spectroscopic Probes of Galaxies at the Epoch of Reionization (AST-1815458, AST-1810822). MG acknowledges funding through HST-HF2-51409.
This work is supported by PRIN-MIUR 2017 WSCC32. We acknowledge funding from the INAF main-stream (1.05.01.86.31). KC and GBC acknowledge funding from the ERC through the award of the Consolidator Grant ID 681627-BUILDUP. This work was supported in part by the NSF grant: COLLABORATIVE RESEARCH: The Final Frontier: Spectroscopic Probes of Galaxies at the Epoch of Reionization (AST-1815458, AST-1810822). MG acknowledges funding through HST-HF2-51409.

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