We present a candidate for the most distant galaxy known to date with a photometric redshift of z = 10.7+0.6−0.4 (95% confidence limits; with z < 9.5 galaxies of known types ruled out at 7.2σ). This J-dropout Lyman break galaxy, named MACS0647-JD, was discovered as part of the Cluster Lensing and Supernova survey with Hubble (CLASH). We observe three magnified images of this galaxy due to strong gravitational lensing by the galaxy cluster MACSJ0647.7+7015 at z = 0.591. The images are magnified by factors of ∼80, 7, and 2, with the brighter two observed at ∼26th magnitude AB (∼0.15 μJy) in the WFC3/IR F160W filter (∼1.4–1.7 μm) where they are detected at ≳12σ. All three images are also confidently detected at ≳6σ in F140W (∼1.2–1.6 μm), dropping out of detection from 15 lower wavelength Hubble Space Telescope filters (∼0.2–1.4 μm), and lacking bright detections in Spitzer/IRAC 3.6 μm and 4.5 μm imaging (∼3.2–5.0 μm). We rule out a broad range of possible lower redshift interlopers, including some previously published as high-redshift candidates. Our high-redshift conclusion is more conservative than if we had neglected a Bayesian photometric redshift prior. Given CLASH observations of 17 high-mass clusters to date, our discoveries of MACS0647-JD at z ∼ 10.8 and MACS1149-JD at z ∼ 9.6 are consistent with a lensed luminosity function extrapolated from lower redshifts. This would suggest that low-luminosity galaxies could have reionized the universe. However, given the significant uncertainties based on only two galaxies, we cannot yet rule out the sharp drop-off in number counts at z ≳ 10 suggested by field searches.

We present an analysis of the deepest Herschel images in four major extragalactic fields GOODS-North, GOODS-South, UDS and COSMOS obtained within the GOODS-Herschel and CANDELS-Herschel key programs. The picture provided by 10497 individual far-infrared detections is supplemented by the stacking analysis of a mass-complete sample of 62361 star-forming galaxies from the CANDELS-HST H band-selected catalogs and from two deep ground-based Ks band-selected catalogs in the GOODS-North and the COSMOS-wide fields, in order to obtain one of the most accurate and unbiased understanding to date of the stellar mass growth over the cosmic history. We show, for the first time, that stacking also provides a powerful tool to determine the dispersion of a physical correlation and describe our method called "scatter stacking" that may be easily generalized to other experiments. We demonstrate that galaxies of all masses from z=4 to 0 follow a universal scaling law, the so-called main sequence of star-forming galaxies. We find a universal close-to-linear slope of the logSFR-logM* relation with evidence for a flattening of the main sequence at high masses (log(M*/Msun) > 10.5) that becomes less prominent with increasing redshift and almost vanishes by z~2. This flattening may be due to the parallel stellar growth of quiescent bulges in star-forming galaxies. Within the main sequence, we measure a non varying SFR dispersion of 0.3 dex. The specific SFR (sSFR=SFR/M*) of star-forming galaxies is found to continuously increase from z=0 to 4. Finally we discuss the implications of our findings on the cosmic SFR history and show that more than 2/3 of present-day stars must have formed in a regime dominated by the main sequence mode. As a consequence we conclude that, although omnipresent in the distant Universe, galaxy mergers had little impact in shaping the global star formation history over the last 12.5 Gyr.

We use deep panchromatic datasets in the GOODS-N field, from GALEX to the deepest Herschel far-infrared and VLA radio continuum imaging, to explore, using mass-complete samples, the evolution of the star formation activity and dust attenuation of star-forming galaxies to z~4. Our main results can be summarized as follows: i) the slope of the SFR-M correlation is consistent with being constant, and equal to ~0.8 at least up to z~1.5, while its normalization keeps increasing with redshift; ii) for the first time here we are able to explore the FIR-radio correlation for a mass-selected sample of star-forming galaxies: the correlation does not evolve up to z~4; iii) we confirm that galaxy stellar mass is a robust proxy for UV dust attenuation in star-forming galaxies, with more massive galaxies being more dust attenuated, strikingly we find that this attenuation relation evolves very weakly with redshift, the amount of dust attenuation increasing by less than 0.3 magnitudes over the redshift range [0.5-4] for a fixed stellar mass, as opposed to a tenfold increase of star formation rate; iv) the correlation between dust attenuation and the UV spectral slope evolves in redshift, with the median UV spectral slope of star-forming galaxies becoming bluer with redshift. By z~3, typical UV slopes are inconsistent, given the measured dust attenuation, with the predictions of commonly used empirical laws. Finally, building on existing results, we show that gas reddening is marginally larger (by a factor of around 1.3) than stellar reddening at all redshifts probed, and also that the amount of dust attenuation at a fixed ISM metallicity increases with redshift. We speculate that our results support evolving ISM conditions of typical star-forming galaxies such that at z~1.5 Main Sequence galaxies have ISM conditions getting closer to those of local starbursts.

In theory, recurring tidal disruption events (TDEs) may occur when a close stellar binary encounters a supermassive black hole, if one star is captured and undergoes repeating partial TDEs, or if both stars are tidally disrupted (double TDEs). In addition, independent TDEs may be observed over decades in some special galaxies where the TDE rate is extremely high. Exploring the diversity of recurring TDEs and probing their natures with rich observational data helps us to understand these mechanisms. We report the discovery of a second optical flare that occurred in September 2021 in IRAS F01004-2237, where a first flare that occurred in 2010 had already been reported. We also present a detailed analysis of multi-band data. We aim to understand the nature of the flare and explore the possible causes of the recurring flares. We describe our analysis of the position of the flare, the multi-band light curves (LCs), the optical and ultraviolet (UV) spectra, and the X-ray LC and spectra. The position of the flare coincides with the galaxy centre with a precision of 650 pc. The flare peaks in $ days with an absolute magnitude of $ and fades in two years, roughly following $L $. It maintains a nearly constant blackbody temperature of sim 22,000 K in later stages. Its optical and UV spectra show hydrogen and helium broad emission lines with full width at half maxima of 7,000--21,000 km s$^ $ and a He II/Halpha ratio of 0.3--2.3. It shows weak X-ray emission relative to UV emission, with X-ray flares lasting for $<2-3$ weeks, during which the spectrum is soft with a power-law index of $ $. These characters are consistent with a TDE, ruling out the possibilities of a supernova or an active galactic nucleus flare. With a TDE model, we infer a peak UV luminosity of $3.3 $ erg s$^ $ and an energy budget of $4.5 $ erg. A TDE caused the flare that occurred in 2021. The two optical flares separated by $10.3 years can be interpreted as repeating partial TDEs, double TDEs, or two independent TDEs. Although no definitive conclusion can be drawn, the partial TDEs interpretation predicts a third flare around 2033, and the independent TDEs interpretation predicts a high TDE rate of $ $ yr$^ $ in F01004-2237, both of which can be tested by future observations.