Escape of Ionizing Radiation from High-Redshift Galaxies
我们使用三维辐射转移代码来计算电离光子从盘星系的红移和星系质量的函数的稳态逃逸分数。气体盘被假定为等温的（具有声速$c_s\sim 10~{\rm km~s^{-1}}$）和径向指数。它们的尺度半径与其宿主晕的特征自旋参数和维里半径有关，它们的垂直结构由它们的自引力决定。辐射源要么是嵌入盘中的恒星，要么是中心类星体。预测的增加，在磁盘密度与红移的结果在整体下降的逃逸分数增加红移。对于光滑盘的典型参数，我们发现恒星在$z\sim 10$处的逃逸分数为$\la 1%$，而小型类星体则为$\ga 30%$。除非高红移盘的平滑气体含量由于超新星驱动的外流或碎裂而被耗尽超过一个数量级，否则宇宙的再电离很可能是由小型类星体而不是恒星主导的。
2000-07-12 astro-ph
The Escape of Ionizing Photons from OB Associations in Disk Galaxies: Radiation Transfer Through Superbubbles
通过解决随时间变化的辐射传输问题的恒星辐射通过不断变化的HI分布内的超级气泡，我们估计的电离光子的比例由OB协会发出的逃逸到晕和星系际介质（IGM）的HI盘我们的银河系。我们考虑同时代的恒星形成和高斯恒星形成的历史与时间蔓延sigma_t = 200万年。我们考虑一个均匀的H I分布和一个两相（云/云间）模型，可以忽略不计的填充因子的热气体。我们发现，膨胀的超气泡的外壳迅速捕获或衰减的电离通量，使大多数逃逸的辐射逃逸后不久形成的超气泡。对于同时代的恒星形成历史，在太阳附近从盘的两侧逃逸的莱曼连续统光子的总分数为f_esc约为0.15 +/- 0.05。对于高斯型恒星的形成历史，f_esc约为0.06 +/- 0.03，这个值比Dove & Shull（1994）的结果大约低两倍，因为Dove & Shull（1994）没有考虑超级气泡。对于电离光子的局部产生率Psi_LyC = 4.95 X 10^7 cm^{-2} s^{-1}，对于同时期和高斯型恒星的形成，逸出盘的通量约为Phi_LyC（1.5-3.0）X 10^6 cm^{-2} s^{-1}），与维持雷诺层所需的通量相当。
1999-10-13 astro-ph
The Influence of Supershells and Galactic Outflows on the Escape of Ionizing Radiation from Dwarf Starburst Galaxies
我们研究了莱曼连续辐射从矮星暴星系盘的逃逸，有和没有超壳层，通过解决恒星辐射通过它们的辐射传输问题。我们用Md=10^8- 10 Msun的圆盘模型，用指数表面密度分布作为红移的函数，并使用流体动力学模拟代码ZEUS-3D模拟重复的超新星爆炸将超壳层从圆盘中驱动出来。假设恒星形成的数量与超过某个密度阈值的质量成正比。我们改变阈值来探索恒星形成效率的范围，f*=0.006，0.06和0.6。我们发现，在超壳层被吹出盘之前，被扫入致密超壳层的星际气体可以有效地捕获电离光子。这些爆发会产生星系外流，这些烟囱状的物质让光子直接逃逸到星系际介质中。我们的研究结果是一致的逃逸分数小于0.1测量本地矮星暴星系，因为他们很可能是观察到的，而星暴是年轻的，前吹。我们认为，高红移矮星暴星系可能会对紫外背景辐射做出重大贡献，总逃逸分数>0.2，正如预期的那样，如果恒星形成效率>0.06。
2004-05-28 astro-ph
Are There Enough Ionizing Photons to Reionize the Universe by z=6?
根据观测星系紫外光度函数的合理外推和电离辐射逃逸分数性质的最新结果，计算了每个重子的电离光子数随红移的变化.结果表明，如果假设低质量星系（Mtot<10^{11}Msun）的逃逸分数小到可以忽略不计，那么对于WMAP第三年的宇宙学结果，没有足够的电离光子使宇宙再电离到z=6，而WMAP第一年的宇宙学结果与再电离要求勉强一致。逃逸分数作为星系质量的函数，必须在整个星系质量范围内保持恒定，使WMAP第三年宇宙学中的再电离成为可能。
2007-09-20 astro-ph
Formation of First Stars Triggered by Collisions and Shockwaves: Prospect for High Star Formation Efficiency and High Ionizing Photon Escape Fraction
我们发现，维里温度超过10^4K的大型高红移（z>10）星系可能主要由冷原子云组成，这些云以前是微晕。这些云以15- 30 km/s的速度移动，并在10^7年的时间尺度上相互碰撞。超音速碰撞导致空间分布的恒星形成效率很高。然后，我们表明，大多数，随后在冷原子云中的恒星形成可能是由碰撞中形成的第一颗恒星发射的冲击波引发的。这些激波压缩的云在空间上甚至更广泛，因为大的传递速度，有些可能会逃逸到星系际介质中。更重要的是，对于宇宙学的再电离，广泛的恒星形成将允许更高的电离光子逃逸分数。这些有利条件可能构成标准宇宙学模型产生合理的高汤姆逊光学厚度τ e=0.10-0.14的物理基础。星系际空间中的小晕中恒星形成的链式反应可能是由星系际介质中的爆炸触发的，如果小晕是强烈的集群。在这种情况下，可以获得更高的τ_e。
2003-11-13 astro-ph
On the Escape of Ionizing Radiation from Starbursts
用$FUSE$获得的远紫外光谱表明，在五个紫外最亮的本地星暴星系中，强的$CIIλ$ 1036星际吸收线基本上是黑色的。由于中性ISM在莱曼边以下的不透明度明显大于$CII$线，这些数据提供了强有力的限制，电离辐射从这些恒星爆发逃逸。解释为均匀吸收板，在莱曼边缘的隐含光学深度是巨大的（$τ_0 \geq 10^2$）。或者，不透明材料的面积覆盖系数通常为$\geq$ 94%。因此，逃离每个星系ISM的电离恒星光子的比例很小：我们的保守估计通常产生$f_{esc} \leq 6%$。包含由于灰尘引起的消光将进一步降低$f_{esc}$。对恒星形成星系$MS 1512-CB58$在$z$ =2.7时的静止紫外光谱进行类似的分析，会导致对$f_{esc}$的类似限制。这些新的结果同意提供的约束条件下的莱曼边缘的直接观测在其他几个地方的星爆。然而，它们与最近报道的在$z \geq$ 3的恒星形成星系的性质不同。我们评估的想法，在许多强大的恒星爆发中看到的强大的星系风通过他们的中性ISM明确的渠道。我们的经验表明，这种外流可能是一个必要的-但不是足够的-的过程中创建一个相对多孔的ISM的一部分。我们注意到，观测将很快记录宇宙演化中的恒星形成星系的贡献的metagalactic电离背景，具有重要意义的IGM的演变。
2001-05-01 astro-ph
VLT narrow-band photometry in the Lyman continuum of two galaxies at z~3: Limits to the escape of ionizing flux
我们利用甚大望远镜进行了窄带成像观测，旨在探测z~3处星系逃逸的莱曼连续谱（LC）通量。我们没有发现任何显着的LC通量从我们的样本中的两个星系在哈勃深场南部，在z=3.170和3.275。F_{1400} / F_{900}通量密度（每Hz）比的相应下限为15.6和10.2（3 σ置信水平）。星系际氢吸收校正后，所得到的LC的相对逃逸分数的限制进行比较，通过不同的方法，在类似或更低的红移。其中一个天体的相对逃逸分数低于Steidel等人在z~3星系合成光谱中的观测结果。要得出一个有意义的结论，需要大量的物体。我们的比较显示了窄带成像的潜力，在z~3处获得相对逃逸分数的最佳限制。通过窄带滤波器观察到的大量星系的叠加将限制星系对宇宙再电离的贡献。
2005-02-14 astro-ph
New HST Observations of the Halo Gas of NGC 3067: Limits on the Extragalactic Ionizing Background at Low Redshift and the Lyman Continuum Escape Fraction
本文介绍了HST/GHRS的紫外光谱，并重新分析了类星体/星系对3C 232/NGC 3067和NGC 3067的晕气体的现有H_α图像。光谱允许测量，或限制，在吸收云中的Fe I，Fe II，Mg I和Mg II的柱密度。考虑了两种不同的河外辐射场模型：（1）电离谱主要由幂律河外连续谱控制，（2）幂律谱包含莱曼间断，意味着相对于氢电离通量，向纵向增强了912埃的通量。H_alpha图像将莱曼连续谱光子从星系的逃逸分数限制为f_esc <= 0.02。假设该云不受所有银河系贡献的影响，我们可以限制河外连续统的强度和形状。对于以活动星系核为主的幂律河外光谱，我们推导出了河外电离通量Phi_ion >= 2600光子cm^-2 s^-1的极限，或者对于幂律指数为1.8的电离光谱和恒定密度的云，I_0 >= 10^-23 erg cm^-2 s^-1 Hz^-1 sr^-1。结合之前由于星系际云不存在H_α复合发射而导致的上限，我们的观测需要2600 <= Phi_ion <= 10000光子cm^-2 s^-1。我们表明，如果银河系的贡献的入射辐射是重要的，它是很难约束φ_ion。这些结果表明，星系晕的不透明度和它们的波长依赖性是至关重要的了解丰度的低电离金属的IGM。
1999-09-15 astro-ph
Evolution of the Ionizing Background at High Redshifts
考虑到可能的系统误差，我们使用极大似然分析来约束2<z<4.5的电离背景的值和演变。(The论文有更详细的摘要）
1996-09-16 astro-ph
The Survey for Ionization in Neutral-Gas Galaxies: III. Diffuse, Warm Ionized Medium and Escape of Ionizing Radiation
我们使用的第一个数据发布的SINGG H-阿尔法调查HI选定的星系研究的扩散，温暖的电离介质（WIM）的定量行为在这109个星系所代表的属性范围。该样品中扩散电离气体的平均分数f_WIM为0.59+/-0.19，略高于先前样品中发现的分数。由于较低的表面亮度星系往往有较高的f_WIM，我们认为，这种差异的大部分是由于选择效应有利于大，光学明亮，附近的星系与高恒星形成率。正如以前的研究所发现的那样，与哈勃类型或总恒星形成率没有明显的相关性。然而，我们发现，在H-α半光半径范围内，H-α表面亮度大于2.5 x 10^39 erg·s^-1 kpc^-2的星暴星系确实显示出低得多的H-α弥散辐射。原因显然不是由较低比例的场OB星所主导的。然而，这是定性一致的电离辐射逃逸阈值以上的恒星形成率，预测从我们的模型中，ISM被粉碎的压力驱动的超新星反馈。星暴星系中的HI气体分数也较低，这表明星暴正在消耗和电离所有的气体，从而促进密度限制的电离区域。如果这是真的，这些效应意味着一些莱曼连续辐射正在从大多数星暴星系中逃逸，而WIM特性和机械反馈的流出很可能是压力驱动的。然而，鉴于先前的研究表明电离辐射的逃逸分数通常很低，很可能其他因素也驱动了星爆中弥漫电离气体的低分数。
2007-03-01 astro-ph
Nebular diagnostics for young stellar populations: Photon escape versus atmosphere blanketing
电离星云中的发射线可以对恒星形成区的电离和非电离恒星星族的性质提供强而有用的约束，前提是恒星演化和恒星大气模型可以以自洽的方式使用。最近，这些技术的应用已经显示出预测和观测到的星云光谱之间的重要差异，指向恒星大气模型的WR星是太多的能量和/或一个显着leakageof高能光子。在这方面的贡献，这两个替代品进行了详细分析。
2002-11-26 astro-ph
A New Observational Upper Limit to the Low Redshift Ionizing Background Radiation
本文报道了一个新的Fabry-Perot搜索星系际云HI 1225+01的H α辐射的方法，试图测量低红移电离背景辐射。我们将H α发射的2 σ上限设定为8 mR（5 x 10^{-20}尔格cm^{-2} s^{-1} arcsec^{-2}）。将这一极限转换为电离背景强度的极限，需要知道这一云的投影面积与总表面积的比率，而这一比率是不确定的。我们讨论了这一比例的合理范围，并在此范围内发现，电离背景的强度是在较低的范围内，但与以前的观测和理论估计一致。
2001-07-27 astro-ph
The Galactic Halo Ionizing Field
近几十年来，关于银河系盘中恒星形成区域的电离光子有多少部分逃逸到晕中，一直存在争议。最近在CTIO 4米和AAT 3.9米望远镜上探测到的麦哲伦流的光学线发射，现在可能提供了最有力的证据，证明至少有一些辐射完全逃离了圆盘。我们提出了一个简单的模型来证明，而麦哲伦流的距离是不确定的，观测到的排放措施（${\cal E}_m \approx 0.5 - 1$厘米$^{-6}$个人电脑）是最合理的解释由于热，年轻的恒星的光电离。该模型要求垂直于盘面的平均莱曼极限不透明度为$\tauLL \approx 3$，并且分辨云的覆盖率接近于1。其他来源（如冲击、晕、大麦哲伦星云或变形银河系辐射）的电离通量可以忽略不计。
1997-04-15 astro-ph
The Redshift Evolution of the Metagalactic Ionizing Flux Inferred from Metal Line Ratios in the Lyman Forest
本文分析了用HIRES摄谱仪获得的13个类星体光谱样品中的金属线比率，以表征红移为3附近的总银河系电离通量的演化。SiIV/CIV的演化已经使用三种不同的技术来确定：使用吸收线复合物的总柱密度，如Songaila & Cowie（1996）;使用复合物内单个Voigt轮廓分量的柱密度;以及使用直接光学深度比。所有三种方法都表明，SiIV/CIV在红移接近3时突然变化，需要约3.4倍的值跳跃，并表明电离光谱在z = 2.9和z = 3之间迅速发生显著变化，刚好高于Reimers等人（1997）检测到的HeII Lyman α吸收斑片状红移。在较低的红移，电离平衡是符合一个纯粹的幂律电离光谱，但在较高的红移的光谱必须是非常软的，与一个大的突破，在他+的边缘。的光学深度比技术被用来测量的离子，其过渡位于森林和CIII，SiIII和OVI的丰度检测以这种方式。在z > 3处存在大量的OVI表明，在电离通量严重断裂的更一般区域中嵌入了相当大体积的HeIII气泡，或者在简单的光电离模型中加入了碰撞电离。
1998-03-03 astro-ph
Photoionization Feedback in Low--Mass Galaxies at High Redshift
宇宙紫外线电离背景通过抑制气体以v（circ）=75 km/s的速度进入星系晕，影响了低红移宇宙（z=3）中矮星系的形成。利用一维球对称流体动力学程序（Thoul & Weinberg 1995），我们研究了电离背景对在高红移（z>10）下形成的低质量星系的影响。我们发现光电离反馈的重要性大大降低，这是因为：（1）在高红移时，矮星系大小的天体可以自屏蔽电离背景，（2）高红移时碰撞冷却过程更有效，（3）高红移时电离背景的振幅更低，（4）当形成矮星系的微扰已经增长到相当高的密度时，电离辐射就开始了。我们发现，由于这些原因，气体可以收集内晕的圆周速度低至v（circ）=10公里/秒。这一结果对宇宙的再电离历史具有重要意义。
2003-08-04 astro-ph
Measuring the Sources of the Intergalactic Ionizing Flux
我们使用一个宽场（0.9平方度）的X射线样品与光学和GALEX紫外观测测量活动星系核（AGN）的电离通量的红移的函数的贡献。我们的分析表明，活动星系核的贡献的metagalactic电离背景峰附近z=2。活动星系核电离背景的测量值低于以前的估计，并确认活动星系核的电离不足以维持观测到的z>3的星系际介质（IGM）电离。我们发现，只有在其光谱宽线的来源有可检测的电离通量和活动星系核中看到的电离通量是不相关的，其X射线的颜色。我们还使用GALEX观测的GOODS-N区域放置的平均电离分数fnu（700 A）/fnu（1500 A）在红移范围z=0.9-1.4的626紫外选定星系的2-sigma上限为0.008。然后，我们使用这个限制，以估计在红移范围z=0-5的星系贡献的上限。如果z~1.15的电离分数适合于高红移星系，那么来自星系群体的贡献也太低，无法解释最高红移（z>4）的IGM电离。
2008-11-06 astro-ph
Galaxies as Fluctuations in the Ionizing Background Radiation at Low Redshift
一些莱曼连续谱光子可能会从大多数星系中逃逸出来，这些光子在电离星系周围和星系之间的气体中发挥重要作用，包括引起莱曼α吸收的气体。因此，星系周围和星系际介质中的气体将暴露于不同数量的电离辐射，这取决于任何邻近星系的距离，方向和光度。电离背景可以在模拟中的任何一点重新计算，方法是将来自星系的通量加入到均匀的类星体贡献中。正常星系被发现几乎总是在红移为零时对电离背景辐射做出一些贡献，如吸收体和空间中随机点所见。假设大约2%的电离光子从银河系这样的星系中逃逸，我们发现正常星系至少贡献了30%到40%的假设类星体背景。莱曼α吸收剂与广泛的中性柱密度被发现暴露于广泛的电离率，虽然光电离率的吸收剂的分布被发现是强烈的峰值。平均而言，不太高度电离的吸收体被发现产生更远的发光星系，而在具有广泛的属性的星系周围的电离率的局部波动。
2003-03-02 astro-ph
Discovery of the Galaxy Proximity Effect and Implications for Measurements of the Ionizing Background Radiation at Low Redshifts
我们提出了一个星系和类星体的吸收线对朝向24个类星体的红移z~0.2和1之间的分析，努力建立星系和吸收线之间的关系，在物理上接近类星体。我们证明了星系邻近效应的存在，在类星体附近的星系不显示出相同的发病率和范围的气体信封星系远离类星体。我们发现，当星系-类星体速度间隔为~ 3000 km/s时，存在星系邻近效应，这比典型星系团的尺度（~ 1000 km/s）要大得多，也就是说，它更接近于类星体电离辐射影响范围的尺度，而不是星系-类星体成团的尺度。这表明，类星体电离辐射，而不是一些来自集群环境的动力学效应是负责星系邻近效应。我们结合先前的发现，（1）许多或大多数Lya吸收线出现在扩展的星系包层中，（2）星系聚集在类星体周围，表明Lya森林邻近效应的大小被低估了。因此，使用邻近效应测定紫外线电离背景强度可能被高估。我们使用从我们的数据中测量的星系-类星体交叉关联函数来估计这种高估的幅度，并发现在z<1时它可能高达20倍。这可能对电离背景的起源和演化的模型有很大的影响，并可能表明类星体在所有红移处产生足够的电离通量来解释整个背景辐射场。
2001-07-16 astro-ph
The Lyman-alpha Forest Flux Distribution at z\sim 5.2 and the Evolution of the Ionizing Background
我们利用z>2.5时莱曼-α森林平均透射通量的红移演化来推断电离背景强度的演化，并利用产生莱曼-α森林的星系际气体密度分布的理论预测。适当的背景强度随着红移而逐渐下降，在z=3和z=5之间以因子\sim 3下降。莱曼-α森林的引力结构形成理论表明，在观测到的最高红移类星体的平均透射通量为\bar{F} =0.1的情况下，（平均莱曼-α森林红移z=5.2），只有大约3%的莱曼-α光谱应该具有高于连续谱的50%的通量，并且假定均匀的电离背景强度，小于0.5%的像素应当具有高于连续谱的75%的通量。我们表明，这是符合范等人所示的频谱。
2000-08-02 astro-ph
The Cosmic Baryon Fraction and the Extragalactic Ionizing Background
考虑到最简单的引力不稳定性模型中所有自由参数的不确定性，我们重新评估了从莱曼α森林的平均减量和功率谱观测到的宇宙学重子密度的约束。的不确定性是占主导地位的光致电离背景，但不完全的知识的星系际介质的热状态也有助于显着的误差预算。虽然目前对森林中重子分数的估计确实倾向于比大爆炸核合成的值Ω_b h ^2 = 0.02 \pm 0.001稍高的值，但差异最多在3 σ左右。例如，假设电离背景的最高估计值，正如Steidel、Pettini和Adelberger最近对莱曼破裂星系的大逃逸分数的测量所表明的那样，我们发现Ω_b h^2 = 0.045 \pm 0.008。最近由Scott等人从邻近效应测量电离背景，另一方面，意味着Ω_b h^2 = 0.03 \pm 0.01。我们提供了一个表达式，随着电离背景测量的改善，可以从这个表达式中导出未来Ω_bh^2的可能性--森林、核合成和微波背景的约束之间的一致性将为引力不稳定性模型提供一个强有力的检验。我们还开发了一种形式主义，它对待的重子密度的统计方式，这是适当的，如果只有一个电离背景的下限是已知的下限。最后，我们讨论了逃逸分数测量对Lyman-break星系的年龄、结构和恒星含量的影响。
2001-04-29 astro-ph
The Thickness of High-Redshift Quasar Ionization Fronts as a Constraint on the Ionizing Spectral Energy Distribution
高红移类星体（z >~ 6）驱动电离锋进入星系际介质（IGM）。如果可以测量的厚度的前端，它可以提供一个新的约束电离光谱能量分布（SED）。在这里，我们遵循传播的I-前到一个统一的IGM，并计算其厚度的范围内可能的类星体光谱和年龄。我们还探讨了均匀和非均匀电离背景的影响。我们发现，即使对于硬光谱，波前最初也很薄，厚度远小于电离光子的平均自由程，但随着波前在10^8 - 10^9年内接近平衡，厚度增加，并且最终可以大大超过基于平均自由程的简单估计。由于高的本征氢柱密度遮蔽了源，如果是硬幂律谱（log（N_H/cm^-2）>~ 19.2）或硬幂律谱结合一定的遮蔽（例如在log（N_H/cm^-2）>~ 18.0时dlog（F_v）/dlog（v）>~ -1.2），则锋面的厚度超过~1物理Mpc，并且可以从其红移的21 cm信号的形态中测量。我们发现，对于明亮的类星体，可以用莱曼线吸收谱探测到的高度电离的锋面内部仍然是尖锐的，除非有一个大的遮蔽柱（log（N_H/cm^-2）>~ 19.2）除去它们大部分的电离光子，直到~40 eV。对于log（N_H/cm^-2）>~ 19.8的遮蔽源，嵌入明显中性的IGM中，黑色莱曼α谷（中性部分约为10^-3）将HII区的大小低估了>~4倍。
2008-01-10 astro-ph
Feedback from Galaxy Formation: Escaping Ionizing Radiation from Galaxies at High Redshift
几个观测和理论的论点表明，星暴星系可能与类星体相媲美，成为红移z > 3的元星系电离辐射源。z > 5的星系际介质（IGM）的再电离可能部分来自第一颗发光的大质量恒星。作为恒星形成辐射反馈的重要来源，相当一部分（\sim 1-10%）的电离光子必须逃离星系的气体层。使用模型的平滑分布的气体限制暗物质（DM）的潜力，我们估计的分数，f_esc，的Lyc通量逃脱晕的球形星系作为其质量和维里化红移的函数。利用Navarro等人的密度剖面，通过求解DM晕势阱中重子物质的流体静力平衡方程，得到了气体的密度剖面。等（1996）。然后，我们进行了一个参数的研究，以了解的红移，质量，恒星形成效率（SFE），恒星密度分布，和OB协会光度函数的fesc的依赖。给出了f_esc（z，M_{DM}）的解析公式.利用Press-Schechter公式，我们发现z为\sim 7的恒星再电离可能主要由小的星系子单元控制，其中M_{DM} \simlt为10^7 M_（\odot），SFE为\sim的10倍。这可能会影响重元素在整个星系际介质中的分布。
2000-06-05 astro-ph
The Metagalactic Ionizing Radiation Field at Low Redshift
我们计算了低红移的电离辐射场，所产生的西弗特，类星体，和星暴星系。这个计算结合了最近的塞弗特光度函数，外推紫外线通量从我们的IUE AGN数据库，和一个新的星系际不透明度模型的基础上哈勃太空望远镜和凯克Ly-alpha吸收调查。在z = 0的情况下，我们对活动星系核在1 Ryd处的比强度的最佳估计是I_0 = 1.3（+0.8/-0.5）x 10^-23 ergs/cm^2/s/Hz/sr，与H_0、Omega_0和λ无关。单侧电离光子通量为Phi_ion = 3400（+2100/-1300）光子/cm ^2/s，当α_s = 1.8时，H I光电离率为Gamma_HI = 3.2（+2.0/-1.2）x 10^-14 s^-1。我们还推导出z = 0 - 4时的Gamma_ HI。这些误差范围反映了电离极紫外（alpha_s = 1.8 +/- 0.3）和光学/紫外（alpha_UV = 0.86 +/- 0.05）光谱指数、IGM不透明度模型、Seyfert光度范围（0.001 - 100 L*）和光度函数完整性的不确定性。我们的估计值比从外部云的H-α观测中获得的电离背景的最严格上限（Φ_ion < 10^4光子/cm ^2/s）低三倍，并且在其他间接测量所暗示的范围内。具有足够大的莱曼连续体逃逸分数（f_ esc > 0.05）的星暴星系可以提供与活动星系核相当的背景，I…
1999-07-09 astro-ph
Propagation of ionizing radiation in HII regions: the effects of optically thick density fluctuations
被接受的解释所观察到的两分法的两个数量级之间的原位测量的电子密度在HII地区，来自发射线的比率，和平均测量的基础上集成的发射措施，是电离介质的不均匀性。这被表示为“填充因子”，即稠密气体与稀薄气体的体积比，测量值为10^-3。通常使用的填充因子模型中隐含的假设是，致密气体团对电离辐射来说是光学上薄的。在这里，我们探讨假设相反的影响：团块是光学厚。第一个结果是在HII区域内存在大部分中性氢。我们估计螺旋星系NGC 1530中HII区的平均H^o/H^+比值为10的数量级，并使用动力学参数支持这一推论。光学厚的星团模型允许电离恒星产生的光子中有很大一部分从它们的HII区域逃逸。我们表明，通过比较模型预测与观测，这些模型给出了一个帐户至少一样好，可能比传统的模型，径向表面亮度分布和选定的谱线诊断HII区域内的物理条件。这些模型解释了HII区域如何从其线比看起来是电离边界的，但允许其电离光子的主要部分逃逸。
2004-05-24 astro-ph
The Galactic Halo Ionizing Field and H-alpha Distances to HVCs
近几十年来，关于银河系盘中恒星形成区域的电离光子有多少部分逃逸到晕中，一直存在争议。最近在CTIO 4米和AAT 3.9米望远镜上探测到的麦哲伦流的光学线发射，现在可能提供了最有力的证据，证明至少有一些辐射完全逃离了圆盘。虽然到麦哲伦流的距离是不确定的，但观测到的H-α发射最有可能是由热的年轻恒星引起的光电离解释的。我们的模型要求垂直于盘面的平均莱曼极限不透明度为τ \approx 2.8（f_esc = 6%），假设分辨云的覆盖率接近于1。在这个模型的背景下，现在可以确定到高速云的距离，以及麦哲伦流的3D方向。在这里，我们讨论模型的复杂性（例如，孔隙率，拓扑结构），未来的测试，正在进行的改进，以及来自表面电离的H-α临边增亮的重要性。更推测，我们提出了一个直接的实验，在银河平面上方的6维相空间中定位一个HVC。
1998-12-16 astro-ph
Self-Absorption of Ionizing Radiation and Extended Lyman Alpha Emission in High- Redshift QSOs
我们计算了中性氢柱密度的自吸收类星体中预测的模型中的类星体位于相同的晕，包含气体的阻尼Lya吸收系统。该模型的参数化是由任何晕有活动类星体的概率P_0来表示的。我们假设类星体吸收气体，但不排出或加热气体，导出的HI柱密度产生的莱曼极限吸收可以忽略不计，即使在最低光度的类星体中，当P_0=10^{-2}时，当光度L=0.01 L_* 时，光学深度仅为~ 10%。我们还计算了HeII莱曼极限自吸收，这是略高，但仍然可以忽略不计。自吸收可以更高，如果气体是高度聚集;只有在这种情况下，从类星体的整体发射率可能会显着降低，由于吸收已知的阻尼Lya系统，影响电离背景的预测强度或时代的HeII再电离。与类星体周围的阻尼吸收系统相关的气体的存在也可以从窄的Lya发射线中检测到，在典型的高红移类星体中，Lya发射线的角范围应该是0.1到1“。
2001-06-23 astro-ph
The Extragalactic Ionizing Background at Low Redshift
We present a measurement of the mean intensity of the hydrogen-ionizing background radiation field at low redshift using 906 Ly-alpha absorption lines in 151 quasar spectra from the archives of the Faint Object Spectrograph on the Hubble Space Telescope. Using a maximum likelihood technique and the best estimates possible for each QSO's Lyman limit flux and systemic redshift, we find J(ν_{0})= 7.6^{+9.4}_{-3.0} x 10^{-23} ergs s^{-1} cm^{-2} Hz^{-1} sr^{-1} at 0.03 < z < 1.67. This is in good agreement with the mean intensity expected from models of the background which incorporate only the kn…
2001-08-21 astro-ph
Cosmic Metal Production and the Contribution of QSO Absorption Systems to the Ionizing Background
最近Cowie \etal和Tytler \etal在\Lya云中发现了金属，表明高红移的星系际介质（IGM）被恒星的产物污染，并表明大质量恒星形成的电离光子可能是早期紫外背景辐射的重要贡献者。我们评估恒星光电离假说的有效性。基于最近对金属产额和O星莱曼连续谱（LyC）通量的计算，我们发现所产生的金属的0 2%的静止质量能量以LyC形式辐射。通过模拟电离辐射通过IGM和化学富集率的转移，我们证明，在1 Ryd的光子的背景强度，伴随着生产的金属在\Lya森林云可能是显着的，接近$0.5\times 10^{-21}\uvunits$在$z\approx 3$，如果LyC逃逸分数是$\gta 0.25$。与类星体一起，大质量恒星原则上可以提供氢和氦的LyC光子，使宇宙在高红移下膨胀。我们建议，观测到的\HeII冈恩-彼得森效应和金属电离态的\Lya森林和莱曼极限吸收体应显示出恒星光谱的签名。我们还注意到，如果恒星发出的大部分紫外辐射不能逃逸到IGM中，如LeitherPDMATHABMM最近对低红移星暴星系的{ \it Hopkins Ultraviolet Telescope}观测所表明的那样，或者如果在$z\approx 3$观测到的大多数金属是在更早的时期产生的，那么恒星光电离模型就失败了。
1995-09-27 astro-ph
Metallic Absorbers and the Evolution of Galaxy Haloes and the Metagalactic Ionizing Background
将与莱曼森林吸收体相关的弱金属线系统非常仔细地分离成具有精确参数的单个"单相电离“组分，在宽红移范围1.9 < z < 4.4内产生了大样本。这些系统通常跨越数百公里/秒，并且在每个组件内，它们的电离特性表现出很强的一致性。没有发现柱密度比N（Si IV）/N（C IV）的突然演变，这与先前在z = 3附近的大变化的指示相反，尽管在z~2.2以下和z~3.8以上有明显的上升。平滑而非突然的光谱演变反映在N（NV）/N（C IV）的z分布中。比较N（Si IV）/N（C IV）与N（C II）/N（C IV）的观测与云的衍生值使用几个模型电离光谱显示，类星体电离背景的一般优势，在较低的红移，而额外的强大的，最终占主导地位的恒星的贡献是需要逐步向高红移。
1998-10-30 astro-ph
Faint AGN and the Ionizing Background
我们确定的几个观测动机的电离背景模型所隐含的活动星系核的微弱，高红移，光学光度函数（LF）的演变。我们的研究结果取决于我们是否使用的总电离率测量的邻近效应技术或较低的决心从Ly α森林线的通量递减分布。假设暗端LF斜率为1.58，SDSS对亮端斜率的估计和归一化，我们发现，如果采用较低的电离率，假设没有恒星对本底的贡献，LF必须在z= 3，4，5时的M_B*=-24.2，-22.3，-20.8处发生破裂。对于邻近效应背景估计，突变必须发生在M_B*=-20.6，-18.7，-18.7处。如果高z星系对背景的贡献与电离光子的逃逸分数符合最近的估计：f_e=0.16，那么这些值将增亮约2等。通过与弱活动星系核搜索结果的比较，我们发现，通常引用的邻近效应背景估计暗示了弱活动星系核的过剩（即使f_e=1）。即使采用邻近效应测量的下限，恒星逃逸分数也一定很高：fe>0.2。相反，较低的通量递减导出的背景需要有限的恒星贡献：f_e<0.05。我们导出的LF与本地估计的黑洞密度一起表明，在光学未被遮挡的活动星系核中，质量转换为光的效率略低于预期，<0.05。与基于X射线计数的类似估计的比较表明，超过一半的活动星系核在紫外/光学中被遮蔽。我们还导出了典型活动星系核寿命的下限，并得到了>10^7年的有利情况。
2002-10-17 astro-ph
Resolving the Helium Lyman-$α$ Forest: Mapping Intergalactic Gas and Ionizing Radiation at $z\approx 3$
我们给出了类星体Q 0302 -003的一个新的、高分辨率的HST/GHRS光谱，并利用HeII的$α$吸收和HI的$α$森林的高分辨率Keck光谱，探测了类星体红移$z\approx 3.3$以下的前景气体的分布和电离状态。从现有数据中得出的主要新结论是：1.检测到HeII Lyman- $α$森林; 2. "弥散“（红移空间填充）介质也被探测到，并且必须具有低密度（$Ω\le 0.01 (h/0.7)^{-3/2}$），与标准的原始核合成和早期气体坍缩成原星系的模型一致; 3.星系际电离光谱是软的（$η\ge 100$），虽然星系际氦可能主要是双电离的$z=3.3$ ; 4。氦的丰度是在一些标准的大爆炸预测的一个因素，在一个大体积的空间在高红移。
1997-02-10 astro-ph
Evolution of the Ionizing Radiation Background and Star Formation in the Aftermath of Cosmological Reionization
高红移电离紫外背景辐射场的时间演化提供了早期恒星形成速率演化的一个探测。通过比较观测到的最高红移类星体光谱中的吸收水平与流体动力学模拟的预测，我们确定了星系际介质中中性氢在红移范围4.9 < z < 6.1内的光电离率γ的演化。在考虑了取样方差后，我们推断伽玛从z~6.1到z~5.8急剧增加，可能意味着在这个红移处的再电离。我们发现Gamma从z~5.6降低到5.2，具有3 σ显著性。这个特征是再电离后的一个通用特征，与宇宙学上的再电离过程在z~6.1时完成完全一致。这一共性特征是宇宙学再电离之后恒星形成率发生显著变化的结果。当星系际介质被再电离时，由于光加热，它的温度会突然升高。这意味着在感兴趣的时期，金斯质量相应地突然跳跃，气体吸积到最丰富的（亚银河系）晕上受到戏剧性的抑制。在再电离之后，恒星形成率会暂时降低，导致电离辐射场的振幅暂时降低。
2001-10-14 astro-ph
Evolution of the Intergalactic Opacity: Implications for the Ionizing Background, Cosmic Star Formation, and Quasar Activity
我们研究了星系际不透明度对宇宙紫外光密度演化及其来源的影响。我们的主要限制是我们从86个高分辨率类星体光谱中测量了红移2<z<4.2的Lya森林不透明度。此外，我们施加的要求，HI必须再电离的z=6和HeII的z~3，并考虑从HI到HeII柱密度比的电离背景的硬度的估计。推导出的氢光电离率是非常平坦的Lya森林红移范围内覆盖。由于类星体的光度函数在z~2附近有一个强烈的峰值，红移演化的缺乏表明恒星形成星系可能在z>~3时控制光电离率。结合星系紫外光度函数的直接测量，这只需要一小部分f_esc~0.5%的星系氢电离光子逃离星系的源，以单独占整个电离背景。假设银河系的紫外线辐射率跟踪恒星形成率，目前最先进的恒星形成率密度的观测估计似乎低估了z~4处的总光电离率约4倍，与最近的紫外线光度函数的测定相矛盾，如果外推到任意高的红移，则无法将宇宙恢复到z~6。一个理论上的恒星形成历史峰值提前很好地符合Lya森林光电离率，在时间上重新电离宇宙，并且与Swift观测到的z~4伽马射线暴的速率更一致。类星体足以以z~3倍于氦，并且可能在它们的z~2峰处贡献了不可忽略的，也许是主要的氢电离背景部分。[删节]
2008-07-26 astro-ph
