The GOLIATH Survey: OVI Absorption Reveals CGM Evolution through the Starburst-to-Quiescent Transition in Massive Galaxies

Auteurs : Derick Flores, Rongmon Bordoloi, Jason Tumlinson, J. Christopher Howk, Nicolas Lehner, Mary Rickel, Benjamin Oppenheimer, Joseph Burchett, Ahmed Shaban, John O'Meara, Andrew Fox, J. Xavier Prochaska, Simon Xinlin Wu, Jack Higginson, Robert A. Simcoe

arXiv: 2607.19473v1 - DOI (astro-ph.GA)
29 pages, 10 Figures, 3 tables, Submitted to ApJ
Licence : CC BY 4.0

Résumé : We present the GOLIATH survey (Galaxies, Outflows, and the Lifecycle of Immense, Active, Transforming Halos), a study of the multiphase circumgalactic medium (CGM) of massive ($\langle\log M_\star/M_\odot\rangle \approx 11$), blue ($u-r < 1.65$) starburst and post-starburst galaxies at $\langle z\rangle \approx$ 0.43. This work characterizes the warm-hot CGM through OVI absorption in the inner halo ($R/R_{\rm vir} \leq 0.6$) of these rare systems. Across the star-forming population, OVI column density rises by nearly 1~dex from $\log M_\star/M_{\odot} \sim 8$ to $\sim 11.5$ and increases with specific star-formation rate (sSFR). Two GOLIATH galaxies with the highest sSFR show the strongest CGM OVI absorption ($\log N_{\rm O\,VI}[\rm cm^{-2}] \gtrsim 15$). In the $\log M_\star/M_{\odot} = [11,12)$ inner-CGM region, massive star-forming galaxies exceed quiescent galaxies on average by a factor of $\sim 3$ in OVI column density and $\sim 1.5$~dex in CGM OVI mass ($\log(M_{\rm O\, VI}/M_\odot) \approx 7.3$ versus $\approx 5.8$), with covering fractions roughly three times higher (62.5% versus 24% at $\log N_{\rm O\,VI}[\rm cm^{-2}] \geq 14$). The OVI line widths and column densities are consistent with feedback-driven radiative cooling, in which outflow shocks heat the CGM and the gas cools back through the OVI window; the short cooling time, $t_{\rm cool} \sim 10$-$100$~Myr, requires continuous replenishment by active feedback to sustain this reservoir. The residual OVI in quiescent systems may arise from ambient gas at the high-temperature end of the cooling curve. OVI thus traces feedback on short timescales and probes the star-forming--quiescent transition at $\log M_\star/M_{\odot} \gtrsim 11$.

Soumis à arXiv le 21 Jul. 2026

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