Rest-frame UV Colors for Faint Galaxies at z ∼ 9–16 with the JWST NGDEEP Survey
Alexa M. Morales, Steven L. Finkelstein, Gene C. K. Leung, Micaela B. Bagley, Nikko J. Cleri, Romeel Davé, Mark Dickinson, Henry C. Ferguson, Nimish P. Hathi, Ewan Jones, Anton M. Koekemoer, Casey Papovich, Pablo G. Pérez‐González, Nor Pirzkal, Britton Smith, Stephen M. Wilkins, L. Y. Aaron Yung
Abstract
Abstract We present measurements of the rest-frame UV spectral slope, β , for a sample of 36 faint star-forming galaxies at z ∼ 9–16 discovered in one of the deepest JWST NIRCam surveys to date, the Next Generation Deep Extragalactic Exploratory Public Survey. We use robust photometric measurements for UV-faint galaxies (down to M UV ∼ −16), originally published in Leung et al., and measure values of the UV spectral slope via photometric power-law fitting to both the observed photometry and stellar population models obtained through spectral energy distribution (SED) fitting with Bagpipes . We obtain a median and 68% confidence interval for β from photometric power-law fitting of <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" overflow="scroll"> <mml:msub> <mml:mrow> <mml:mi>β</mml:mi> </mml:mrow> <mml:mrow> <mml:mi>PL</mml:mi> </mml:mrow> </mml:msub> <mml:mo>=</mml:mo> <mml:mo>−</mml:mo> <mml:msubsup> <mml:mrow> <mml:mn>2.7</mml:mn> </mml:mrow> <mml:mrow> <mml:mo>−</mml:mo> <mml:mn>0.5</mml:mn> </mml:mrow> <mml:mrow> <mml:mo>+</mml:mo> <mml:mn>0.5</mml:mn> </mml:mrow> </mml:msubsup> </mml:math> and from SED fitting, <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" overflow="scroll"> <mml:msub> <mml:mrow> <mml:mi>β</mml:mi> </mml:mrow> <mml:mrow> <mml:mi>SED</mml:mi> </mml:mrow> </mml:msub> <mml:mo>=</mml:mo> <mml:mo>−</mml:mo> <mml:msubsup> <mml:mrow> <mml:mn>2.3</mml:mn> </mml:mrow> <mml:mrow> <mml:mo>−</mml:mo> <mml:mn>0.1</mml:mn> </mml:mrow> <mml:mrow> <mml:mo>+</mml:mo> <mml:mn>0.2</mml:mn> </mml:mrow> </mml:msubsup> </mml:math> for the full sample. We show that when only two to three photometric detections are available, SED fitting has a lower scatter and reduced biases than photometric power-law fitting. We quantify this bias and find that after correction the median <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" overflow="scroll"> <mml:msub> <mml:mrow> <mml:mi>β</mml:mi> </mml:mrow> <mml:mrow> <mml:mi>SED</mml:mi> <mml:mo>,</mml:mo> <mml:mi>corr</mml:mi> </mml:mrow> </mml:msub> <mml:mo>=</mml:mo> <mml:mo>−</mml:mo> <mml:msubsup> <mml:mrow> <mml:mn>2.5</mml:mn> </mml:mrow> <mml:mrow> <mml:mo>−</mml:mo> <mml:mn>0.2</mml:mn> </mml:mrow> <mml:mrow> <mml:mo>+</mml:mo> <mml:mn>0.2</mml:mn> </mml:mrow> </mml:msubsup> </mml:math> . We measure physical properties for our galaxies with Bagpipes and find that our faint ( <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" overflow="scroll"> <mml:msub> <mml:mrow> <mml:mi>M</mml:mi> </mml:mrow> <mml:mrow> <mml:mi>UV</mml:mi> </mml:mrow> </mml:msub> <mml:mo>=</mml:mo> <mml:mo>−</mml:mo> <mml:msubsup> <mml:mrow> <mml:mn>18.1</mml:mn> </mml:mrow> <mml:mrow> <mml:mo>−</mml:mo> <mml:mn>0.9</mml:mn> </mml:mrow> <mml:mrow> <mml:mo>+</mml:mo> <mml:mn>0.7</mml:mn> </mml:mrow> </mml:msubsup> </mml:math> ) sample is low in mass ( <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" overflow="scroll"> <mml:mi>log</mml:mi> <mml:mo stretchy="false">[</mml:mo> <mml:msub> <mml:mrow> <mml:mi>M</mml:mi> </mml:mrow> <mml:mrow> <mml:mo>*</mml:mo> </mml:mrow> </mml:msub> <mml:mrow> <mml:mo stretchy="true">/</mml:mo> </mml:mrow> <mml:msub> <mml:mrow> <mml:mi>M</mml:mi> </mml:mrow> <mml:mrow> <mml:mo>⊙</mml:mo> </mml:mrow> </mml:msub> <mml:mo stretchy="false">]</mml:mo> <mml:mo>=</mml:mo> <mml:msubsup> <mml:mrow> <mml:mn>7.7</mml:mn> </mml:mrow> <mml:mrow> <mml:mo>−</mml:mo> <mml:mn>0.5</mml:mn> </mml:mrow> <mml:mrow> <mml:mo>+</mml:mo> <mml:mn>0.5</mml:mn> </mml:mrow> </mml:msubsup> </mml:math> ), fairly dust-poor ( <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" overflow="scroll"> <mml:msub> <mml:mrow> <mml:mi>A</mml:mi> </mml:mrow> <mml:mrow> <mml:mi mathvariant="normal">v</mml:mi> </mml:mrow> </mml:msub> <mml:mo>=</mml:mo> <mml:msubsup> <mml:mrow> <mml:mn>0.1</mml:mn> </mml:mrow> <mml:mrow> <mml:mo>−</mml:mo> <mml:mn>0.1</mml:mn> </mml:mrow> <mml:mrow> <mml:mo>+</mml:mo> <mml:mn>0.2</mml:mn> </mml:mrow> </mml:msubsup> </mml:math> mag), and modestly young ( <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" overflow="scroll"> <mml:mi>log</mml:mi> <mml:mo stretchy="false">[</mml:mo> <mml:mi>age</mml:mi> <mml:mo stretchy="false">]</mml:mo> <mml:mo>=</mml:mo> <mml:msubsup> <mml:mrow> <mml:mn>7.8</mml:mn> </mml:mrow> <mml:mrow> <mml:mo>−</mml:mo>