ALM ALMA A revea eals large e scale e [CI] [CI] - PowerPoint PPT Presentation

ALM ALMA ¡ A ¡revea eals ¡ ¡large ¡ e ¡scale ¡ e ¡[CI] ¡ [CI] ¡emi emission ¡ ¡around ¡ ¡a ¡ ¡ high ¡r hi h ¡reds dshi hift ¡r t ¡radi dio ¡g ¡galaxy TH THERE RESA ¡F ¡FALKE KENDAL Collaborators: ¡Carlos ¡De ¡Breuck, ¡Matt ¡Lehnert, ¡Joël ¡Vernet, ¡Guillaume ¡Droart, ¡Sthabile Kolwa 19 ¡JUNE ¡2017, ¡DURHAM

What ¡is ¡the ¡relation ¡between ¡the ¡CGM ¡and ¡galaxy ¡properties? Address ¡this ¡question ¡by ¡a ¡single ¡case ¡study ¡of ¡a ¡high-­‑z ¡radio ¡galaxy ¡with ¡combined ¡ALMA ¡and ¡ MUSE ¡observations. Spatially ¡resolved ¡multi-­‑gas ¡phase ¡observations Focus ¡on: • Warm ¡ionized ¡medium We ¡use ¡[CI] ¡because: - CIV ¡and ¡Ly 𝛽 emission ¡lines • low ¡critical ¡density ¡ à trace ¡diffuse ¡regions • Dens ¡and ¡diffuse ¡molecular ¡gas • More ¡reliable ¡than ¡nearby ¡CO ¡transitions ¡ - Dust ¡emission which ¡may ¡get ¡destroyed ¡by ¡cosmic ¡rays ¡ - [CI](1-­‑0) ¡emission • Observable ¡throughout ¡the ¡redshift ¡range ¡ with ¡MUSE ¡

4C ¡19.71 ¡a ¡high-­‑z ¡radio ¡galaxy Properties: • Edge ¡on, ¡with ¡two ¡jets ¡propagating ¡outwards ¡seen ¡as ¡two ¡component ¡in ¡radio $.% = 1.54 , ¡ 𝑇 + ∝ 𝜉 ./ ) (Carilli et ¡al. ¡1998) • Steep-­‑spectrum ¡( 𝛽 ".$ (Maxfield et ¡al. ¡2002) • z ¡= ¡3.594 ¡ (Maxfield et ¡al. ¡2002) • M ∗ < 10 "".5 M ⨀ (De ¡Breuck et ¡al. ¡2010) • SFR~130 ¡M ⨀ yr ." (Falkendal ¡et ¡al. ¡in ¡prep.) Have ¡previously ¡been ¡observed ¡with ¡long-­‑slit ¡spectroscopy ¡and ¡found ¡extended ¡ lines ¡emission ¡(Ly 𝛽, CIV ¡and ¡HeII) ¡~120 ¡kpc. (Maxfield et ¡al. ¡2002) (Maxfield et ¡al. ¡2002) [OI] ¡Skyline

4C ¡19.71 ¡in ¡radio ¡and ¡mm Radio, ¡VLA ¡band ¡C mm, ¡ALMA ¡band ¡3

4C ¡19.71 ¡in ¡radio ¡and ¡mm Radio, ¡VLA ¡band ¡C mm, ¡ALMA ¡band ¡3 Synchrotron ¡ emission

4C ¡19.71 ¡in ¡radio ¡and ¡mm Radio, ¡VLA ¡band ¡C mm, ¡ALMA ¡band ¡3 Synchrotron ¡ AGN ¡host ¡galaxy emission Dust ¡emission ¡at ¡~1mm

4C ¡19.71 ¡in ¡radio ¡and ¡mm Radio, ¡VLA ¡band ¡C mm, ¡ALMA ¡band ¡3 Synchrotron ¡ AGN ¡host ¡galaxy emission Dust ¡emission ¡at ¡~1mm

Multi-­‑component ¡SED ¡fitting Radio, ¡VLA ¡band ¡C mm, ¡ALMA ¡band ¡3 Synchrotron ¡ AGN ¡host ¡galaxy emission dust ¡emission (Falkendal ¡et ¡al. ¡in ¡prep)

Multi-­‑component ¡SED ¡fitting ALMA ¡band ¡3 Radio, ¡VLA ¡band ¡C with ¡radio ¡contours SED ¡fitting ¡with ¡multiple ¡ components ¡show ¡that ¡ the ¡north ¡and ¡south ¡ Synchrotron ¡ ALMA ¡band ¡3 ¡detections ¡ emission are ¡consistent ¡with ¡ synchrotron ¡emission New ¡SED ¡code ¡ MrMoose (Falkendal ¡et ¡al. ¡in ¡prep)

Ly ¡ 𝛽 emission ¡ 1”

Ly ¡ 𝛽 emission ¡ Host ¡AGN 1”

Ly ¡ 𝛽 emission ¡ Host ¡AGN Synchrotron ¡lobes 1”

Ly ¡ 𝛽 emission CIV ¡emission Host ¡AGN Synchrotron ¡lobes

Ly ¡ 𝛽 emission ¡ Host ¡AGN Synchrotron ¡lobes 1”

North ¡hot ¡spot Ly ¡ 𝛽 and ¡[CI] ¡line ¡emission ¡ Host South ¡hot ¡spot Host ¡AGN Synchrotron ¡lobes 1”

Ly ¡ 𝛽 and ¡[CI] ¡line ¡emission ¡ North ¡[CI] [CI] ¡emission ¡ beyond ¡radio ¡lobes South ¡[CI] Host ¡AGN Synchrotron ¡lobes 1”

Ly ¡ 𝛽 and ¡[CI] ¡line ¡emission ¡ North ¡Ly 𝛽 Ly 𝛽 regions [CI] ¡emission ¡ beyond ¡radio ¡lobes South ¡Ly 𝛽 Host ¡AGN Synchrotron ¡lobes 1”

Ly ¡ 𝛽 and ¡[CI] ¡line ¡emission ¡ Between ¡host ¡and ¡ south ¡Ly 𝛽 Ly 𝛽 regions [CI] ¡emission ¡ beyond ¡radio ¡lobes Host ¡AGN Synchrotron ¡lobes 1”

conclusion • Ly 𝛽 and ¡[CI] ¡are ¡de-­‑correlated ¡not ¡tracing ¡each ¡other • Both ¡avoids ¡the ¡radio ¡hot ¡spots ¡and ¡extended ¡further ¡then ¡the ¡lobe • Ly ¡aligned ¡with ¡radio ¡lobe, ¡within ¡the ¡ionization ¡cone • CI ¡expend ¡further, ¡outside ¡the ¡ionization ¡cone • Have ¡high ¡frequency ¡synchrotron ¡from ¡hot ¡stops, ¡need ¡rejuvenating ¡electrons ¡by ¡shocks Propagating ¡radio ¡jet ¡is ¡compressing ¡the ¡CGM, ¡allowing ¡it ¡to ¡from ¡molecular ¡gas