Article Dans Une Revue Astron.Astrophys. Année : 2024

A photo-$z$ cautionary tale: Redshift confirmation of COSBO-7 at $z=2.625$

Shuowen Jin
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Nikolaj B Sillassen
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Jacqueline Hodge
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Georgios E Magdis
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Caitlin Casey
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Francesca Rizzo
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Anton M Koekemoer
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Francesco Valentino
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Vasily Kokorev
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Raphael Gobat
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Steven Gillman
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Maximilien Franco
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Andreas Faisst
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Jeyhan Kartaltepe
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Eva Schinnerer
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Sune Toft
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Hiddo S.B Algera
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Santosh Harish
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Minju Lee
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Daizhong Liu
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Marko Shuntov
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Margherita Talia
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Aswin Vijayan
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Résumé

Photometric redshifts are widely used in studies of dusty star-forming galaxies (DSFGs), but catastrophic photo-$z$ failure can undermine all redshift-dependent results. Here we report the spectroscopic redshift confirmation of COSBO-7, a strongly lensed DSFG in the COSMOS-PRIMER field. Recently, using 10 bands of JWST NIRCam and MIRI imaging data on COSBO-7, Ling et al. (2024) reported a photometric redshift solution of $z\gtrsim7.0$, favored by four independent spectral energy distribution (SED) fitting codes, and therefore providing an appealing candidate of the most distant massive DSFG. This photo-$z$ solution was also supported by a single line detection in ALMA Band 3 consistent with CO(7-6) at $z=7.46$. However, our new ALMA observations robustly detect two lines in Band 6 identified as CO(7-6) and [CI](2-1) at $z_{\rm spec}=2.625$, and thus the Band 3 line as CO(3-2). The three robust line detections decidedly place COSBO-7 at $z=2.625$, refuting the photo-$z$ solution. We derive physical parameters by fitting NIR-to-mm photometry and lens modeling, revealing that COSBO-7 is a main-sequence galaxy. We examine possible reasons for this photo-$z$ failure and attribute it to (1) the likely underestimation of photometric uncertainty at 0.9$\mu$m, and (2) the lack of photometry at wavelengths beyond 20$\mu$m. Notably, we recover a bona-fide $z_{\rm phot}\sim 2.3$ by including the existing MIPS $24\mu$m photometry, demonstrating the critical importance of mid-infrared data for photo-$z$ robustness. This work highlights a common challenge in modeling SEDs of DSFGs, cautioning against the reliability of photometric redshifts, as well as pseudo-spectroscopic redshifts based on single line detection.
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Shuowen Jin, Nikolaj B Sillassen, Jacqueline Hodge, Georgios E Magdis, Caitlin Casey, et al.. A photo-$z$ cautionary tale: Redshift confirmation of COSBO-7 at $z=2.625$. Astron.Astrophys., 2024, 690, pp.L16. ⟨10.1051/0004-6361/202451445⟩. ⟨hal-04661924⟩
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