Growing observational evidence now indicates that nebular line emission has a significant impact on the rest-frame optical fluxes of z~5-7 galaxies observed with Spitzer. This line emission makes z~5-7 galaxies appear more massive, with lower specific star formation rates. However, corrections for this line emission have been very difficult to perform reliably due to huge uncertainties on the overall strength of such emission at z>~5.5. Here, we present the most direct observational evidence yet for ubiquitous high-EW [OIII]+Hbeta line emission in Lyman-break galaxies at z~7, while also presenting a strategy for an improved measurement of the sSFR at z~7. We accomplish this through the selection of bright galaxies in the narrow redshift window z~6.6-7.0 where the IRAC 4.5 micron flux provides a clean measurement of the stellar continuum light. Observed 4.5 micron fluxes in this window contrast with the 3.6 micron fluxes which are contaminated by the prominent [OIII]+Hbeta lines. To ensure a high S/N for our IRAC flux measurements, we consider only the brightest (H_{160}<26 mag) magnified galaxies we have identified in CLASH and other programs targeting galaxy clusters. Remarkably, the mean rest-frame optical color for our bright seven-source sample is very blue, [3.6]-[4.5]=-0.9+/-0.3. Such blue colors cannot be explained by the stellar continuum light and require that the rest-frame EW of [OIII]+Hbeta be greater than 637 Angstroms for the average source. The bluest four sources from our seven-source sample require an even more extreme EW of 1582 Angstroms. Our derived lower limit for the mean [OIII]+Hbeta EW could underestimate the true EW by ~2x based on a simple modeling of the redshift distribution of our sources. We can also set a robust lower limit of >~4 Gyr^-1 on the specific star formation rates based on the mean SED for our seven-source sample. (abridged)

We present a joint shear-and-magnification weak-lensing analysis of a sample of 16 X-ray-regular and 4 high-magnification galaxy clusters at 0.19 ≲ z ≲ 0.69 selected from the Cluster Lensing And Supernova survey with Hubble (CLASH). Our analysis uses wide-field multi-color imaging, taken primarily with Suprime-Cam on the Subaru Telescope. From a stacked-shear-only analysis of the X-ray-selected subsample, we detect the ensemble-averaged lensing signal with a total signal-to-noise ratio of ≃ 25 in the radial range of 200–3500 kpc h−1, providing integrated constraints on the halo profile shape and concentration–mass relation. The stacked tangential-shear signal is well described by a family of standard density profiles predicted for dark-matter-dominated halos in gravitational equilibrium, namely, the Navarro–Frenk–White (NFW), truncated variants of NFW, and Einasto models. For the NFW model, we measure a mean concentration of at an effective halo mass of . We show that this is in excellent agreement with Λ cold dark matter (ΛCDM) predictions when the CLASH X-ray selection function and projection effects are taken into account. The best-fit Einasto shape parameter is , which is consistent with the NFW-equivalent Einasto parameter of ∼0.18. We reconstruct projected mass density profiles of all CLASH clusters from a joint likelihood analysis of shear-and-magnification data and measure cluster masses at several characteristic radii assuming an NFW density profile. We also derive an ensemble-averaged total projected mass profile of the X-ray-selected subsample by stacking their individual mass profiles. The stacked total mass profile, constrained by the shear+magnification data, is shown to be consistent with our shear-based halo-model predictions, including the effects of surrounding large-scale structure as a two-halo term, establishing further consistency in the context of the ΛCDM model.

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.

Abstract A bright ( m F150W,AB = 24 mag), z = 1.95 supernova (SN) candidate was discovered in JWST/NIRCam imaging acquired on 2023 November 17. The SN is quintuply imaged as a result of strong gravitational lensing by a foreground galaxy cluster, detected in three locations, and remarkably is the second lensed SN found in the same host galaxy. The previous lensed SN was called “Requiem,” and therefore the new SN is named “Encore.” This makes the MACS J0138.0−2155 cluster the first known system to produce more than one multiply imaged SN. Moreover, both SN Requiem and SN Encore are Type Ia SNe (SNe Ia), making this the most distant case of a galaxy hosting two SNe Ia. Using parametric host fitting, we determine the probability of detecting two SNe Ia in this host galaxy over a ∼10 yr window to be ≈3%. These observations have the potential to yield a Hubble constant ( H 0 ) measurement with ∼10% precision, only the third lensed SN capable of such a result, using the three visible images of the SN. Both SN Requiem and SN Encore have a fourth image that is expected to appear within a few years of ∼2030, providing an unprecedented baseline for time-delay cosmography.

Abstract We present deep JWST NIRSpec observations in the sight line of MACS J1149.5+2223, a massive cluster of galaxies at z = 0.54. We report the spectroscopic redshift of 28 sources at 3 < z < 9.1, including nine sources with the detection of the  O  III  λ 4363 auroral line. Combining these with 16  O  III  λ 4363 -detected sources from publicly available JWST data, our sample consists of 25 galaxies with robust gas-phase metallicity measurements via the direct method. We observe a positive correlation between stellar mass and metallicity, with an ∼0.5 dex offset down below the local relation. Interestingly, we find a larger-than-expected scatter of ∼0.3 dex around the relation, which cannot be explained by redshift evolution among our sample or other third parameters. The scatter increases at higher redshift, and we tentatively attribute this to the enrichment process having higher stochasticity, due to shallower potential wells, more intense feedback processes, and a higher galaxy merger rate. Despite reaching a considerably low-mass regime ( log M * / M ⊙ ∼ 7.3 ), our samples have metallicity of log ( O / H ) +12 ≳ 7, i.e., comparable to the most metal-poor galaxies in the local Universe. The search for primordial galaxies may be accomplished by extending toward a lower mass and/or by investigating inhomogeneities at smaller spatial scales. Lastly, we investigate potential systematics caused by the limitation of JWST’s Micro-Shutter Assembly observations. Caution is warranted when the target exceeds the slit size, as this situation could allow an overestimation of global metallicity, especially under the presence of a strong negative metallicity gradient.

X-ray observations of galaxy clusters are routinely used to derive radial distributions of intracluster medium (ICM) thermodynamical properties, such as density and temperature. However, observations only allow access to quantities projected on the celestial sphere, so an assumption on the three-dimensional distribution of the ICM is necessary. Usually, spherical geometry is assumed. The aim of this paper is to determine the bias due to this approximation on the reconstruction of the ICM density radial profile of a cluster sample and on the intrinsic scatter of the density profiles' distribution particularly when the substructures of clusters are not masked We used simulated clusters for which we can access the three-dimensional ICM distribution. In particular, we considered a sample of 98 simulated clusters drawn from project. For each cluster, we simulated 40 different observations by projecting the cluster along 40 different lines of sight. We extracted the ICM density profile from each observation, assuming the ICM to be spherically distributed. For each line of sight, we then considered the mean density profile over the sample and compared it with the three-dimensional density profile given by the simulations. We thus derived the spherical bias in the density profile by considering the ratio between the observed and the input quantities. We also studied the bias in the intrinsic scatter of the density profile distribution by performing the same procedure. We find a bias in the density profile, b_n, smaller than $10%$ for R and it increases up to ≈ 50% for larger radii. The bias in the intrinsic scatter profile, b_s, is higher, reaching a value of ≈ 100% for R≈ R_ . We find that the bias for both of the analyzed quantities strongly depends on the morphology composition of the objects in the sample. For clusters that do not show large-scale substructures, both b_n and b_s are reduced by a factor of two. Conversely, for systems that do show large-scale substructures, both b_n and b_s increase significantly.

We present a mass measurement for the secondary lens along the line of sight (LoS) from the multi-plane strong lens modeling of the group-scale lens CASSOWARY 31 (CSWA\,31). The secondary lens at redshift $z = 1.49$ is a spiral galaxy well aligned along the LoS with the main lens at $z = 0.683$. Using the MUSE integral-field spectroscopy of this spiral galaxy, we measured its rotation velocities and determined the mass from the gas kinematics. We compared the mass estimation of the secondary lens from the lensing models to the mass measurement from kinematics, finding that the predictions from strong lensing tend to be higher. By introducing an additional lens plane at $z = 1.36$ for an overdensity known to be present, we find a mass of $ $ M$_ enclosed within 3.3 kpc of the centroid of the spiral galaxy, which approaches the estimate from kinematics. This shows that secondary-lens mass measurements from multiple-plane modeling are affected by systematic uncertainties from the degeneracies between lens planes and the complex LoS structure. Conducting a detailed analysis of the LoS structures is therefore essential to improve the mass measurement of the secondary lens.