Probing the high-redshift universe with SPICA: Toward the epoch of reionisation and beyond

Egami, E.; Gallerani, S.; Schneider, R.; Pallottini, A.; Vallini, L.; Sobacchi, E.; Ferrara, A.; Bianchi, S.; Bocchio, M.; Marassi, S.; Armus, L.; Spinoglio, L.; Blain, A. W.; Bradford, M.; Clements, D. L.; Dannerbauer, H.; Fernández-Ontiveros, J. A.; González-Alfonso, E.; Griffin, M. J.; Gruppioni, C.; Kaneda, H.; Kohno, K.; Madden, S. C.; Matsuhara, H.; Najarro, F.; Nakagawa, T.; Oliver, S.; Omukai, K.; Onaka, T.; Pearson, C.; Perez-Fournon, I.; Pérez-González, P. G.; Schaerer, D.; Scott, D.; Serjeant, S.; Smith, J. D.; van der Tak, F. F. S.; Wada, T.; Yajima, H.
Referencia bibliográfica

Publications of the Astronomical Society of Australia, Volume 35, pp. -

Fecha de publicación:
12
2018
Número de autores
39
Número de autores del IAC
3
Número de citas
16
Número de citas referidas
15
Descripción
With the recent discovery of a dozen dusty star-forming galaxies and around 30 quasars at z > 5 that are hyper-luminous in the infrared (μ L IR > 1013 L⊙, where μ is a lensing magnification factor), the possibility has opened up for SPICA, the proposed ESA M5 mid-/far-infrared mission, to extend its spectroscopic studies toward the epoch of reionisation and beyond. In this paper, we examine the feasibility and scientific potential of such observations with SPICA's far-infrared spectrometer SAFARI, which will probe a spectral range (35-230 μm) that will be unexplored by ALMA and JWST. Our simulations show that SAFARI is capable of delivering good-quality spectra for hyper-luminous infrared galaxies at z = 5 - 10, allowing us to sample spectral features in the rest-frame mid-infrared and to investigate a host of key scientific issues, such as the relative importance of star formation versus AGN, the hardness of the radiation field, the level of chemical enrichment, and the properties of the molecular gas. From a broader perspective, SAFARI offers the potential to open up a new frontier in the study of the early Universe, providing access to uniquely powerful spectral features for probing first-generation objects, such as the key cooling lines of low-metallicity or metal-free forming galaxies (fine-structure and H2 lines) and emission features of solid compounds freshly synthesised by Population III supernovae. Ultimately, SAFARI's ability to explore the high-redshift Universe will be determined by the availability of sufficiently bright targets (whether intrinsically luminous or gravitationally lensed). With its launch expected around 2030, SPICA is ideally positioned to take full advantage of upcoming wide-field surveys such as LSST, SKA, Euclid, and WFIRST, which are likely to provide extraordinary targets for SAFARI.
Proyectos relacionados
Project Image
Formación y Evolución de Galaxias: Observaciones Infrarrojas y en otras Longitudes de Onda
Este grupo desarrolla varios proyectos extragalácticos en diferentes rangos del espectro electromagnético utilizando satélites y telescopios en tierra para estudiar la evolución cosmológica de las galaxias y el origen de la actividad nuclear en galaxias activas. En el aspecto instrumental, el grupo forma parte del consorcio internacional que ha
Ismael
Pérez Fournon
Project Image
Centros de Galaxias a Escalas de Parsecs y Técnicas de Alta Resolución Espacial
Proyecto enfocado al estudio en el IR del núcleo de las galaxias más cercanas con resoluciones espaciales en el rango de 1 a 10 pc. Estas resoluciones espaciales, accesibles con los grandes telescopios de tierra usando técnicas frontera de observación, son por primera vez comparables a las que se obtienen rutinariamente con HST en el óptico y VLBI
Almudena
Prieto Escudero
Proto-cúmulo de galaxias
Gas Molecular y Polvo en Galacias através del Tiempo Cósmico
Dos cuestiones fundamentales en la Astrofísica son la conversión de gas molecuar en estrellas y cómo este proceso físico depende del entorno en todas las escalas, desde sistemas planetarios, cúmulos estelares, galaxias hasta cúmulos de galaxias. El objectivo principal de este proyecto es el de estudiar la formación y evolución de galaxias a partir
Helmut
Dannerbauer