Abstract The Cosmic Evolution Survey (COSMOS) has become a cornerstone of extragalactic astronomy. Since the last public catalog in 2015, a wealth of new imaging and spectroscopic data have been collected in the COSMOS field. This paper describes the collection, processing, and analysis of these new imaging data to produce a new reference photometric redshift catalog. Source detection and multiwavelength photometry are performed for 1.7 million sources across the 2 deg 2 of the COSMOS field, ∼966,000 of which are measured with all available broadband data using both traditional aperture photometric methods and a new profile-fitting photometric extraction tool, The Farmer , which we have developed. A detailed comparison of the two resulting photometric catalogs is presented. Photometric redshifts are computed for all sources in each catalog utilizing two independent photometric redshift codes. Finally, a comparison is made between the performance of the photometric methodologies and of the redshift codes to demonstrate an exceptional degree of self-consistency in the resulting photometric redshifts. The i < 21 sources have subpercent photometric redshift accuracy and even the faintest sources at 25 < i < 27 reach a precision of 5%. Finally, these results are discussed in the context of previous, current, and future surveys in the COSMOS field. Compared to COSMOS2015, it reaches the same photometric redshift precision at almost one magnitude deeper. Both photometric catalogs and their photometric redshift solutions and physical parameters will be made available through the usual astronomical archive systems (ESO Phase 3, IPAC-IRSA, and CDS).

Abstract We present observations and analysis of the starburst PACS-819 at z = 1.45 ( M * = 10 10.7 M ⊙ ), using high-resolution (0.″1; 0.8 kpc) Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) and multiwavelength JWST images from the COSMOS-Web program. Dissimilar to Hubble Space Telescope (HST) ACS images in the rest-frame UV, the redder NIRCam and MIRI images reveal a smooth central mass concentration and spiral-like features, atypical for such an intense starburst. Through dynamical modeling of the CO ( J = 5–4) emission with ALMA, PACS-819 is rotation dominated and thus consistent with having a disk-like nature. However, kinematic anomalies in CO and asymmetric features in the bluer JWST bands (e.g., F150W) support a more disturbed nature likely due to interactions. The JWST imaging further enables us to map the distribution of stellar mass and dust attenuation, thus clarifying the relationships between different structural components not discernible in the previous HST images. The CO ( J = 5–4) and far-infrared dust continuum emission are cospatial with a heavily obscured starbursting core (<1 kpc) that is partially surrounded by much less obscured star-forming structures including a prominent arc, possibly a tidally distorted dwarf galaxy, and a massive clump (detected in CO), likely a recently accreted low-mass satellite. With spatially resolved maps, we find a high molecular gas fraction in the central area reaching ∼3 ( M gas / M * ) and short depletion times ( M gas /SFR ∼ 120 Myr, where SFR is star formation rate) across the entire system. These observations provide insights into the complex nature of starbursts in the distant Universe and underscore the wealth of complementary information from high-resolution observations with both ALMA and JWST.

ABSTRACT Combining the public JWST/NIRCam imaging programs CEERS, PRIMER, and JADES, spanning a total area of $\sim 500\, {\rm arcmin}^2$, we obtain a sample of $\gt $30 000 galaxies at $z_{\rm phot}\sim 4\!-\!9$ that allows us to perform a complete, rest-optical-selected census of the galaxy population at $z\gt 3$. Comparing the stellar mass $M_*$ and the UV-slope $\beta$ distributions between JWST- and HST-selected samples, we generally find very good agreement and no significant biases. Nevertheless, JWST enables us to probe a new population of UV-red galaxies that was missing from previous HST-based Lyman-break galaxy (LBG) samples. We measure galaxy stellar mass functions (SMFs) at $z\sim 4\!-\!9$ down to limiting masses of $10^{7.5}\!-\!10^{8.5}\, {\rm M_\odot }$, finding steep low-mass slopes over the entire redshift range, reaching values of $\alpha \approx -2$ at $z\gtrsim 6$. At the high-mass end, UV-red galaxies dominate at least out to $z\sim 6$. The implied redshift evolution of the SMF suggests a rapid build-up of massive dust-obscured or quiescent galaxies from $z\sim 6$ to $z\sim 4$ as well as an enhanced efficiency of star formation towards earlier times ($z\gtrsim 6$). Finally, we show that the galaxy mass density grows by a factor $\sim 20\times$ from $z\sim 9$ to $z\sim 4$. Our results emphasize the importance of rest-frame optically selected samples in inferring accurate distributions of physical properties and studying the mass build-up of galaxies in the first 1.5 Gyr of cosmic history.

This paper presents a search for high redshift galaxies from the Euclid Early Release Observations program `Magnifying Lens.' The 1.5\,$ area covered by the twin Abell lensing cluster fields is comparable in size to the few other deep near-infrared surveys such as COSMOS, and so provides an opportunity to significantly increase known samples of rare UV-bright galaxies at $z UV Beyond their still uncertain role in reionisation, these UV-bright galaxies are ideal laboratories from which to study galaxy formation and constrain the bright-end of the UV luminosity function. Of the sources detected from a combined and NISP detection image, 168 do not have any appreciable VIS/ flux. These objects span a range in spectral colours, separated into two classes: 139 extremely red sources; and 29 Lyman-break galaxy candidates. Best-fit redshifts and spectral templates suggest the former is composed of both $z dusty star-forming galaxies and $z quiescent systems. The latter is composed of more homogeneous Lyman-break galaxies at $z In both cases, contamination by L- and T-type dwarfs cannot be ruled out with images alone. Additional contamination from instrumental persistence is investigated using a novel time series analysis. This work lays the foundation for future searches within the Euclid Deep Fields, where thousands more $z Lyman-break systems and extremely red sources will be identified.

The unique characteristics of the brightest group galaxies (BGGs) serve as a link in the evolutionary continuum between galaxies such as the Milky Way and the more massive brightest cluster galaxies found in dense clusters. This research investigates the evolution of the stellar properties of BGGs over cosmic time ($z = 0.08-1.30$), extending the work from our prior studies. We analyzed the data of 246 BGGs selected from our X-ray galaxy group catalog within the COSMOS field, examining stellar age, mass, star-formation rate (SFR), specific SFR, and halo mass. We compared observations with the Millennium and Magneticum simulations. Additionally, we investigated whether stellar properties vary with the projected offset from the X-ray peak or the hosting halo center. We evaluated the accuracy of SED-derived stellar ages using a mock galaxy catalog, finding a mean absolute error of around 1 Gyr. Interestingly, the observed BGG age distributions exhibit a bias toward younger intermediate ages compared to both semi-analytical models and the Magneticum simulation. Our analysis of stellar age versus mass unveils intriguing trends with a positive slope, hinting at complex evolutionary pathways across redshifts. We observed a negative correlation between stellar age and SFR across all redshift ranges. We employed a cosmic time dependent main sequence framework to identify star forming BGGs and find that approximately 20<!PCT!> of BGGs in the local universe continue to exhibit characteristics typical of star forming galaxies, with this proportion increasing to 50<!PCT!> at $z=1.0$. Our findings support an inside-out formation scenario for BGGs, where older stellar populations reside near the X-ray peak and younger populations at larger offsets indicate ongoing star-formation. The observed distribution of stellar ages, particularly for lower-mass BGGs in the range of $10^ M_ deviates from the constant ages predicted by the models across all stellar mass ranges and redshifts. This discrepancy aligns with the current models' known limitations in accurately capturing galaxies' complex star-formation histories.

We present the first results of the spatial distribution of star formation in 454 star-forming galaxies just after the epoch of reionisation ($4.8<z<6.5$) using emission-line maps and F444W imaging that traces the stellar continuum from the JWST FRESCO NIRCam Slitless Spectroscopy Survey. The ha equivalent width profiles of star-forming galaxies across the main sequence at $z with stellar masses $6.8 $/M$_ odot $)$<11.1$ increase with radius, which provides direct evidence for the inside-out growth of star-forming galaxies just after the epoch of reionisation. GALFIT was used to calculate half-light radii, $R_ eff $, and central surface densities within 1 kiloparsec, $ kpc $ of and the continuum. At a fixed stellar mass of M odot kpc, H upalpha $ is $ $ times higher than $ kpc, C $R_ eff, H upalpha $ is $ $ times larger than $R_ eff, C $ and both $R_ eff $ measurements are smaller than 1 kiloparsec. These measurements suggest the rapid build-up of compact bulges via star formation just after the epoch of reionisation. By comparison to analogous work done at lower redshifts with Hubble Space Telescope WFC3 slitless spectroscopy as part of the 3D-HST ($z and CLEAR ($z surveys, we find that eff (z)$ evolves at the same pace for ha and the continuum, but kpc (z)$ evolves faster for ha than the stellar continuum. As a function of the Hubble parameter, $ R_ eff, H upalpha R_ eff, C 1.1h(z) $ and $ kpc,H upalpha kpc,C =h(z)^ $. These parametrisations suggest that the inside-out growth of the disk starts to dominate the inside-out growth of the bulge towards lower redshifts. This is supported by the redshift evolution in the EW( ha ) profiles from FRESCO, 3D-HST, and CLEAR at fixed stellar mass and when star-forming progenitors are traced, in which in EW( ha ) rapidly increases with radius within the half-light radius at $z but ha ) increases only significantly with radius in the outer disk at $z sim0.5$.

Abstract The current paradigm for the co-evolution of galaxies and their supermassive black holes postulates that dust-obscured active galactic nuclei (AGNs) represent a transitional phase towards a more luminous and unobscured state. However, our understanding of dusty AGNs and their host galaxies at early cosmic times is inadequate due to observational limitations. Here, we present JWST observations of CID-931, an X-ray-detected AGN at a spectroscopic redshift of $z_{\rm spec}=4.91$. Multiband NIRCam imaging from the COSMOS-Web program reveals an unresolved red core, similar to JWST-discovered dusty AGNs. Strikingly, the red core is surrounded by at least eight massive star-forming clumps spread over ${1{^{\prime \prime}_{.}}6} \approx 10\,\,{\rm kpc}$, each of which has a stellar mass of $10^9$–$10^{10}\, M_{\odot }$ and a radius of $\sim$0.1–1 kpc. The whole system amounts to $10^{11}\, M_{\odot }$ in stellar mass, higher than typical star-forming galaxies at the same epoch. In this system, gas inflows and/or complex merger events may trigger clump formation and AGN activity, thus leading to the rapid formation of a massive galaxy hosting a supermassive black hole. Future follow-up observations will provide new insights into the evolution of the galaxy–black hole relationship during such transitional phases in the early universe.

Optically dark dusty star-forming galaxies (DSFGs) play an essential role in massive galaxy formation at early cosmic time; however, their nature remains elusive. Here, we present a detailed case study of all the baryonic components of a z=4.821 DSFG, XS55. Selected from the ultra-deep COSMOS-XS 3GHz map with a red SCUBA-2 450μm/850μm colour, XS55 was followed up with ALMA 3mm line scans and spectroscopically confirmed to be at z=4.821 via detections of the CO(5-4) and C I (1-0) lines. JWST/NIRCam imaging reveals that XS55 is a F150W drop-out with a red F277W/F444W colour and a complex morphology: a compact central component embedded in an extended structure with a likely companion. XS55 is tentatively detected in X-rays with both Chandra and XMM-Newton, suggesting an active galactic nucleus nature. By fitting a panchromatic spectral energy distribution spanning from near-infrared to radio wavelengths, we reveal that XS55 is a massive main-sequence galaxy with a stellar mass of M_*=(5±1) M_⊙ and a star formation rate of $ SFR =540±177 $. The dust of XS55 is optically thick in the far-infrared with a surprisingly cold dust temperature of T_ dust K making XS55 one of the coldest DSFGs at z>4 known to date. This work unveils the nature of a radio-selected F150W drop-out, suggesting the existence of a population of DSFGs hosting active black holes embedded in optically thick dust.