We present the results of a first search for galaxy candidates at z$\sim$9--15 on deep seven-bands NIRCam imaging acquired as part of the GLASS-JWST Early Release Science Program on a flanking field of the Frontier Fields cluster A2744. Candidates are selected via two different renditions of the Lyman-break technique, isolating objects at z$\sim$9-11, and z$\sim$9-15, respectively, supplemented by photometric redshifts obtained with two independent codes. We find five color-selected candidates at z$>$9, plus one additional candidate with photometric redshift z$_{phot}\geq$9. In particular, we identify two bright candidates at $M_{UV}\simeq -21$ that are unambiguously placed at $z\simeq 10.6$ and $z\simeq 12.2$, respectively. The total number of galaxies discovered at $z>9$ is in line with the predictions of a non-evolving LF. The two bright ones at $z>10$ are unexpected given the survey volume, although cosmic variance and small number statistics limits general conclusions. This first search demonstrates the unique power of JWST to discover galaxies at the high redshift frontier. The candidates are ideal targets for spectroscopic follow-up in Cycle$-2$.

The GLASS James Webb Space Telescope Early Release Science (hereafter GLASS-JWST-ERS) Program will obtain and make publicly available the deepest extragalactic data of the ERS campaign. It is primarily designed to address two key science questions, namely, "what sources ionized the universe and when?" and "how do baryons cycle through galaxies?", while also enabling a broad variety of first look scientific investigations. In primary mode, it will obtain NIRISS and NIRSpec spectroscopy of galaxies lensed by the foreground Hubble Frontier Field cluster, Abell 2744. In parallel, it will use NIRCam to observe two fields that are offset from the cluster center, where lensing magnification is negligible, and which can thus be effectively considered blank fields. In order to prepare the community for access to this unprecedented data, we describe the scientific rationale, the survey design (including target selection and observational setups), and present pre-commissioning estimates of the expected sensitivity. In addition, we describe the planned public releases of high-level data products, for use by the wider astronomical community.

lenstronomy is an Astropy-affiliated Python package for gravitational lensing simulations and analyses. lenstronomy was introduced by Birrer and Amara (2018) and is based on the linear basis set approach by Birrer et a. (2015). The user and developer base of lenstronomy has substantially grown since then, and the software has become an integral part of a wide range of recent analyses, such as measuring the Hubble constant with time-delay strong lensing or constraining the nature of dark matter from resolved and unresolved small scale lensing distortion statistics. The modular design has allowed the community to incorporate innovative new methods, as well as to develop enhanced software and wrappers with more specific aims on top of the lenstronomy API. Through community engagement and involvement, lenstronomy has become a foundation of an ecosystem of affiliated packages extending the original scope of the software and proving its robustness and applicability at the forefront of the strong gravitational lensing community in an open source and reproducible manner.

ABSTRACT We present the size–mass relation of the brightest cluster galaxies (BCGs) at 0.1 < z < 1.4 using the imaging data obtained by the Hyper Suprime-Cam Subaru Strategic Program. Our sample consists of 471 photometrically selected BCGs with stellar mass logM*/M⊙ = 11–12. We measure the size of the BCGs using i-band imaging and model fits based on a single Sérsic light profile. Stellar masses are determined through spectral energy distribution fitting using Sérsic-modelled photometry data across five optical bands (grizy). The size–mass scaling relation of BCGs is $r_\mathrm{ e}\propto M_*^{0.73-1.00}$ at z < 1, with a slope that does not evolve significantly. The slope of the size–mass relation for BCGs is steeper than other non-BCG galaxies, which implies that BCGs are a special galaxy population. The size of BCGs at a given stellar mass evolves rapidly as ∝ (1 + z)−1.58 ± 0.13 and increases with redshift by a factor of 2.5 from z ∼ 1.2 to z ∼ 0.2. The rapid size growth is in agreement with semi-analytical model results, indicating that the BCG growth is dominated by frequent minor mergers. Furthermore, we explore the size–mass relationship of BCGs with respect to the halo mass of the cluster and find there is no significant correlation, which might imply that a dependence on the environment predominantly affects the outer envelope of the BCGs.

Abstract The electron density ( n e ) of the interstellar medium (ISM) in star-forming galaxies is intimately linked to star formation and ionization condition. Using the high-resolution spectra obtained from the JWST Near-Infrared Spectrograph (NIRSpec) microshutter assembly (MSA) as part of the GLASS-JWST program, we have assembled the largest sample to date (34 galaxies) with individual n e measurements derived from the [O ii ] λλ 3726, 29 and/or [S ii ] λλ 6718, 32 doublets at 0.7 ≲ z ≲ 9.3. The gravitational lensing magnification by the foreground A2744 cluster allows us to probe n e in galaxies with stellar masses ( M * ) down to ≃10 7.5 M ⊙ across the entire redshift range. Our analysis reveals that the [O ii ] flux ratios are marginally anticorrelated with a specific star formation rate (sSFR) within a 1 σ confidence interval, whereas the [S ii ] flux ratios show no significant correlation with sSFR. Despite a clear correlation between sSFR and redshift within our sample, we find no apparent redshift evolution of n e at z ≃ 1–9. Our data set also includes 13 galaxies where n e can be measured from both [O ii ] and [S ii ]. Contrary to findings at lower redshifts, we observe considerable scatter in n e measurements from [O ii ] and [S ii ], indicating a complex gaseous environment with significant variations in n e in high-redshift galaxies. This work highlights the unique capability of JWST NIRSpec/MSA high-resolution spectroscopy to characterize the detailed physical properties of the ISM in individual high-redshift galaxies.