Article Dans Une Revue Monthly Notices of the Royal Astronomical Society Année : 2025

Euclid: the potential of slitless infrared spectroscopy: a z = 5.4 quasar and new ultracool dwarfs

E Bañados (1) , V Le Brun (2) , S Belladitta , I Momcheva , D Stern (3) , J Wolf (4) , M Ezziati (2) , D J Mortlock , A Humphrey (5) , R L Smart (6) , S L Casewell , A Pérez-Garrido , B Goldman (7, 8) , E L Martín (9) , A Mohandasan , C Reylé (10) , C Dominguez-Tagle , Y Copin (11) , E Lusso (12) , Y Matsuoka , K Mccarthy (13) , F Ricci (14, 15) , H-W Rix , H J A Rottgering (16) , J-T Schindler , J R Weaver (17) , A Allaoui , T Bedrine , M Castellano , P-Y Chabaud , G Daste (18) , F Dufresne , J Gracia-Carpio , M Kümmel , M Moresco , M Scodeggio , C Surace , D Vibert , A Balestra , A Bonnefoi , A Caillat , F Cogato , A Costille , S Dusini , S Ferriol (11) , E Franceschi , W Gillard (19) , K Jahnke , D Le Mignant , S Ligori , E Medinaceli , G Morgante , F Passalacqua , K Paterson , S Pires , C Sirignano , I T Andika , H Atek , D Barrado , S Bisogni , C J Conselice , H Dannerbauer , R Decarli , H Dole , T Dupuy , A Feltre , S Fotopoulou , B Gillis , X Lopez Lopez , M Onoue , G Rodighiero , N Sedighi , F Shankar , M Siudek , L Spinoglio , D Vergani , G Vietri , F Walter , G Zamorani , M R Zapatero Osorio , J-Y Zhang , M Bethermin , N Aghanim , B Altieri , A Amara , S Andreon , C Baccigalupi , M Baldi , S Bardelli , A Basset , P Battaglia , A Biviano , A Bonchi , D Bonino , E Branchini , M Brescia , J Brinchmann , S Camera , V Capobianco , C Carbone , J Carretero , S Casas , G Castignani , S Cavuoti , A Cimatti , C Colodro-Conde , G Congedo , L Conversi , F Courbin , H M Courtois (11) , M Cropper , J-G Cuby , A da Silva , H Degaudenzi , G de Lucia , A M Di Giorgio , C Dolding , F Dubath , C a J Duncan , X Dupac , A Ealet (11) , M Farina , F Faustini , N Fourmanoit (19) , M Frailis , S Galeotta , K George , C Giocoli , B R Granett , A Grazian , F Grupp , L Guzzo , S V H Haugan , J Hoar , H Hoekstra , W Holmes , I Hook , F Hormuth , A Hornstrup , P Hudelot , M Jhabvala , B Joachimi , E Keihänen , S Kermiche (19) , B Kubik (11) , K Kuijken , M Kunz , H Kurki-Suonio , P B Lilje , V Lindholm , I Lloro , G Mainetti (20) , D Maino , E Maiorano , O Mansutti , O Marggraf , K Markovic , M Martinelli , N Martinet , F Marulli , R Massey , S Mei (21, 22) , Y Mellier , M Meneghetti , E Merlin , G Meylan , A Mora , L Moscardini , C Neissner , S-M Niemi , J W Nightingale , C Padilla , S Paltani , F Pasian , K Pedersen , W J Percival , V Pettorino , G Polenta , M Poncet , L A Popa , L Pozzetti , F Raison , R Rebolo , A Renzi , J Rhodes , G Riccio , E Romelli , M Roncarelli , E Rossetti , R Saglia , Z Sakr , D Sapone , B Sartoris , J A Schewtschenko , M Schirmer , P Schneider , T Schrabback , A Secroun (19) , E Sefusatti , G Seidel , M Seiffert , S Serrano , G Sirri , L Stanco , J Steinwagner , P Tallada-Crespí , A N Taylor , H I Teplitz , I Tereno , S Toft , R Toledo-Moreo , F Torradeflot , I Tutusaus , L Valenziano , J Valiviita , T Vassallo , G Verdoes Kleijn , A Veropalumbo , Y Wang , J Weller , F M Zerbi , E Zucca , M Bolzonella , C Burigana , R Cabanac (23) , L Gabarra , V Scottez , M Viel , D Scott
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Résumé

We demonstrate the potential of Euclid ’s slitless spectroscopy to discover high-redshift (z > 5) quasars and their mainphotometric contaminant, ultracool dwarfs. Sensitive infrared spectroscopy from space is able to efficiently identify bothpopulations, as demonstrated by Euclid Near-Infrared Spectrometer and Photometer Red Grism (NISP RGE ) spectra of thenewly discovered z = 5.404 quasar EUCL J181530.01+652054.0, as well as several ultracool dwarfs in the Euclid Deep FieldNorth and the Euclid Early Release Observation field Abell 2764. The ultracool dwarfs were identified by cross-correlatingtheir spectra with templates. The quasar was identified by its strong and broad C III ] and Mg II emission lines in the NISPRGE 1206–1892 nm spectrum, and confirmed through optical spectroscopy from the Large Binocular Telescope. The NISPBlue Grism (NISP BGE ) 926–1366 nm spectrum confirms C IV and C III ] emission. NISP RGE can find bright quasars atz ≈ 5.5 and z 7, redshift ranges that are challenging for photometric selection due to contamination from ultracool dwarfs.EUCL J181530.01+652054.0 is a high-excitation, broad absorption line quasar detected at 144 MHz by the LOw-FrequencyArray (L144 = 4.0 × 1025 W Hz−1 ). The quasar has a bolometric luminosity of 3 × 1012 L and is powered by a 3.4 × 109 Mblack hole. The discovery of this bright quasar is noteworthy as fewer than one such object was expected in the ≈20 deg2 surveyed.This finding highlights the potential and effectiveness of NISP spectroscopy in identifying rare, luminous high-redshift quasars,previewing the census of these sources that Euclid’s slitless spectroscopy will deliver over about 14 000 deg2 of the sky

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E Bañados, V Le Brun, S Belladitta, I Momcheva, D Stern, et al.. Euclid: the potential of slitless infrared spectroscopy: a z = 5.4 quasar and new ultracool dwarfs. Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, 2025, 542 (2), pp.1088-1102. ⟨10.1093/mnras/staf1274⟩. ⟨insu-05222765⟩
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