Systematic effects and a new determination of the primordial abundance of 4He and dY/dZ from observations of blue compact galaxies
我们使用光谱观测的76个蓝色致密星系中的82个HII区域的样本,以确定原始氦丰度Yp和斜率dY/dZ从Y-O/H线性回归。为了提高dY/dZ测量的准确性,我们纳入了对33个HII区域的新的分光光度观测,这些区域跨越了很大的金属丰度范围,氧丰度12+log(O/H)在7.43和8.30之间变化(Zsun/30<Z<Zsun/4)。对于7个HII区的子样本,我们推导出He的质量分数,考虑到已知的系统效应,包括碰撞和荧光增强的HeI发射线,碰撞激发的氢发射,潜在的恒星HeI吸收和之间的差异的温度Te(HeII)在He^+区和Te(OIII)从碰撞激发的[OIII]线。我们发现,所有的系统效应相结合的净结果是小的,改变了不到0.6%的He的质量分数。对于该子样品的7个HII区域,通过将Y与O/H的线性回归外推至O/H=0,我们获得Yp=0.2421+/-0.0021和dY/dO=5.7+/-1.8,其对应于dY/dZ=3.7+/-1.2,假设氧质量分数为O=0.66Z。在标准的大爆炸核合成理论框架中,这个Yp对应于Ω_b h ^2 = 0.012^+0.003_-0.002,其中h是哈勃常数,单位为100 km/s/Mpc。这是在2西格玛水平小于从最近的氘丰度和微波背景辐射测量获得的值。82个HII区域的整个样本的线性回归斜率dY/dO=4.3+/-0.7(对应于dY/dZ=2.8+/-0…
2003-10-15 astro-ph
Combined stellar structure and atmosphere models for massive stars. IV. The impact on the ionization structure of single star HII regions
我们研究现代恒星大气的影响,考虑到恒星风的影响,偏离LTE和线覆盖(“CoStar”模型)对HII区域的电离结构。从一个大的网格的光电离模型的结果。由于一个平坦的能量分布在HeI连续,相比广泛使用的Kurucz模型,一般更高的离子比得到。我们发现,N+/O+和Ne++/O++可以安全地用作HII区的N/O和Ne/O丰度比的直接指标,在广泛的天体物理情况。Ne++/O++离子比率在银河系HII地区的观测值大致恒定,自然是由使用CoStar通量的光电离模型再现的,而太阳金属丰度的Kurucz模型则无法再现这种行为。这为来自非LTE大气的电离通量提供了支持,包括恒星风和线覆盖。然而,我们也指出,恒星大气模型的HII地区的观测测试受到阻碍的电离参数缺乏强有力的约束。
1996-11-08 astro-ph
What heats the bright HII regions in I Zw 18?
我们已经使用的辐射场从适合于最亮的HII区域的IZw 18进行光电离模型分析,这个对象的星爆人口合成模型。我们已经调查了是否,与所观察到的星云密度分布所揭示的HST图像和总恒星辐射与所观察到的紫外线通量兼容,所观察到的电离结构,HeII/Hbeta比,Halpha流量和电子温度表示的[OIII] 4363/5007的比例表示的约束可以再现。我们已经发现,即使考虑到电离辐射的光谱能量分布和附加X射线的影响的强烈偏差,光电离模型产生的4363/5007比值也太低了约30%。这种差异是显着的,并提出了一个有趣的问题,这是不能解决的预期不准确的原子数据。丢失的能量可能与恒星光子提供的能量具有相同的数量级,或者更低,这取决于它对4363线的作用方式。这个问题影响了I Zw 18中元素丰度的测定。然而,在更好地理解缺失热源的性质及其与星云气体的相互作用之前,不可能估计标准经验方法受到影响的典型不确定性。讨论的其他主题包括:星云HeII发射,光子泄漏,[OI] 6300发射,红化,电离校正因子。(摘要摘录)
1999-09-13 astro-ph
The ionizing fluxes of early type stars and their impact on HII regions and the `Diffuse Ionized Gas'
我们讨论的电离通量的O型星从我们的“组合恒星结构和大气模型”(CoStar)占恒星风,非LTE效应和线覆盖的最近结果。总结了HII区电离结构的意义,给出了电离光谱和电离光子总通量的观测约束。使用我们的CoStar模型,我们得到新的一致的预测H和氦电离通量的稳定状态的大质量恒星种群。对解释星系中“弥散电离气体”观测结果的意义进行了讨论。最后,我们提出了初步的模型计算,旨在进一步提高我们目前的预测,并比较我们的结果,从慕尼黑小组最近的结果。
1997-10-08 astro-ph
Molecular and Ionised Gas Motions in the Compact HII region G29.96-0.02
我们提出了一个新的观察紧凑的HII区域,G29.96-0.02,使我们能够比较的速度结构的电离气体和周围的分子气体直接。这使我们能够消除关于这个来源的性质的大部分剩余的模糊性。特别是,把4S-3 P HeI谱线中的速度结构与分子氢的1-0 S(1)谱线中的速度结构进行比较,可以令人信服地排除弓形激波对该源运动学的重要性。因此,我们的新观测结果与我们以前的结论一致,从速度分辨的HI Br伽马图中得出,G29.96-0.02中的大部分速度结构在很大程度上可以解释为香槟流模型的结果。我们还发现,最好的简单模型必须调用一个强大的恒星风疏散的“头”的彗星HII区域的电离气体。然而,模型和数据之间的残余差异往往表明,没有一个简单的模型可以充分解释所有观察到的特征。
1999-01-15 astro-ph
A Pressure Anomaly for HII Regions in Irregular Galaxies
6个矮不规则星系中的巨大HII区的压力比相应星系盘的平均压力大10倍左右,这是由恒星和气体柱密度得到的。要么这些矮星中可见的HII区域都很年轻,它们仍在膨胀,要么有一个意想不到的盘状自引力源,增加了背景压力。我们认为,额外的自引力来自磁盘的暗物质的可能性,但建议这是不太可能的,因为推断的垂直尺度高度为不规则星系是一致的发光物质单独。HII区域的一些超压可能是由大气体浓度引起的引力场局部峰值的结果,其中许多是直接观测到的。这些峰值也解释了早期在不规则星系中发现的恒星形成的极低的平均柱密度阈值,它们允许冷HI相的存在,作为迈向致密分子核心的第一步。许多HII区域也可能受到如此强烈的压力,以至于它们将在很长一段时间内扩张。在这种情况下,观测到的人口将只占总数的7%,而老化的HII区域,现在太暗了,几乎占据了整个矮星系的体积。如此长时间的HII区域膨胀可以解释这些星系中巨大的HI壳的起源,并解释这些壳内缺乏明亮的中心星系团。
2000-05-08 astro-ph
A New Catalog of Radio Compact HII Regions in the Milky Way
我们利用新的VLA银河系平面目录在5和1.4 GHz覆盖银河系第一象限(350<1 <42,|b| <0.4)与MSX 6C银河系平面目录一起构建超紧凑HII区域的大样本。该地区的射电目录最早由Becker等人(1994)发表,但我们增加了新的观测,并通过显著改进的校准和镶嵌程序重新减少了数据,导致检测到的5 GHz源数量增加了两倍。新的5 GHz目录和MSX 6C银河平面目录的比较产生了687个匹配的样本,其中我们估计只有15个是偶然巧合。大多数匹配显示红色MSX颜色和热无线电频谱。它们的银河系纬度分布的标度高度很小(FWHM为16'或~40 pc)。这些性质表明,样品是由年轻的超紧凑的HII区域,其中大部分是以前未编目为主。高可靠性和低可靠性源列表可随文件下载。
2004-10-15 astro-ph
Diffuse Ionized Gas inside the dwarf irregular galaxy NGC 6822
研究了局域矮不规则星系NGC 6822中沿狭缝位置的弥漫电离气体(DIG)区和HII区的差异。狭缝的位置穿过两个最突出的HII区域:哈勃V和哈勃X。DIG和HII位置之间的激发、电离和[NII]6584/Ha和[SII]6717/Ha线比存在重要差异。此外,所有的线比的值都不类似于螺旋星系的DIG位置,但非常类似于其他不规则星系,如IC 10的值。我们还使用HeI 5875系测定了重组率。最后,我们得到了DIG的电离源的图片。我们认为光子从HII区的泄漏可以解释大部分的线比,除了[NII]/Ha,这可能是由湍流解释。
2007-03-05 astro-ph
What the Optical Recombination Lines Can Tell Us About the Broad Line Regions of Active Galactic Nuclei
我们研究了电离连续能级的全球变化对活动星系核(AGN)核发射线区光谱中强光学宽发射线行为的影响,包括Balmer线,HeI 5876和HeII 4686。与大多数在紫外线中发现的突出的重元素谱线不同,光学氢和氦复合谱线的发射率强烈地依赖于入射的连续通量,因为这些谱线产生于激发态,其光学深度取决于入射的光子通量。利用光电离计算,我们确定了这些线的亮度依赖的响应率的一般模型的宽发射线区(BLR),建立它们作为重要的探针的物理条件内的活动星系核的BLR的目的。这些谱线的发射率对入射光子通量的依赖关系引起了它们的响应率对与中心连续谱源的距离的依赖关系。特别地,这些线的响应度通常与入射光子通量反相关。因此,它们的响应度在BLR内随距离而变化,对于固定的连续光谱光度,并且随着连续光谱源的变化而随时间而变化。因此,在校正了光的传播时间效应之后,巴耳末谱线和光学氦谱线的响应在低连续发光度状态下通常应该是最强的。依赖于光子通量和连续状态的响应度可以解释一些悬而未决的问题,目前正在调查中的宽线可变性研究这些和其他发射线。[删节]
2005-06-17 astro-ph
The interplay between ionized gas and massive stars in the HII galaxy IIZw70: integral field spectroscopy with PMAS
我们对HII星系IIZ w 70进行了积分场光谱研究,以探讨其电离星际介质(ISM)和大质量恒星形成(SF)之间的相互作用。观测是在光学光谱范围(3700-6800 A)内进行的,使用的是连接在CAHA 3.5米望远镜上的波茨坦多孔径分光光度计(PMAS)。我们创建并分析了空间分布的发射线,连续发射和电离ISM的属性(例如物理化学条件,尘埃消光,运动学)的地图。我们研究了这些性质与大质量恒星的空间分布和演化阶段的关系。这是我们第一次在这个星系中探测到沃尔夫-拉叶星(WR)的存在。电离气体发射的峰值与WR凸点的位置一致。星系中尘埃消光较低的区域对应于速度色散和径向速度最低的区域。总体情况表明,该地区的ISM正在通过光电离和恒星风被破坏,导致气体+恒星和尘埃云之间的空间解耦。大部分尘埃似乎位于可能的电离星团所占据区域的边界。我们还发现,这个区域与HeII 4686的星云发射和大多数发射线的强度最大值有关。这表明HeII 4686星云辐射的硬电离辐射可能与最年轻的恒星有关。在中心爆发的$\sim$ 0.4 x 0.3 kpc ^2范围内,我们通过直接测定Te[OIII]来推导O/H。我们发现12+log(O/H)=7.65-8.05范围内的丰度,得到12+log(O/H)=7.86 $\pm$ 0.05的误差加权平均值。
2007-11-14 astro-ph
On the Dynamical and Physical State of the `Diffuse Ionized Medium' in Nearby Spiral Galaxies
我们分析了深窄带H $α$图像和高分辨率长缝光谱的样本最近和最明亮的晚型星系的形态,物理状态和运动学的“弥漫电离介质”(“DIM”)的研究。我们发现,DIM覆盖了大部分的恒星形成盘,并在形态上与巨大的HII区域的存在。此外,DIM和巨大的HII区在物理和动力学状态上系统地不同。DIM的特征是在低电离禁戒线([OI],[NII],[SII])的发射增强,甚至高电离[OIII] $λ$ 5007线在DIM中也是中等强度的.我们验证了Lehnert & Heckman的推论,即DIM对晚型星系中测量的全球发射线比率有重要贡献.我们还发现,DIM是更多的运动学扰动比气体在巨大的HII地区。H $α$和[NII] $λ$ 6584谱线的本征半高宽在DIM区为30 ~ 100 km/s $^{-1}$,而在HII区为20-50 km/s $^{-1}$。DIM中的高电离气体甚至比低电离气体受到更多的运动学干扰:[OIII] $λ$ 5007谱线的固有FWHM为70-150 km s $^{-1}$。不同的运动学意味着“直接执行机制”不是ISM的一个单一阶段。相反,它可能包括一个低电离状态和小尺度高度(几百pc)的“静态DIM”和一个高电离状态和中等尺度高度(0.5至1 kpc)的“扰动DIM”。我们认为,静态的DIM最有可能是光电离的辐射泄漏出巨大的HII地区,而扰动的DIM最有可能是由超新星…
1997-08-12 astro-ph
High Spatial Resolution Spectroscopy of W51 IRS2E and IRS2W: Two Very Massive Young Stars in Early Formation Stages
我们提出了$K$ -波段光谱的近红外对应IRS 2 E和IRS 2 W,这是与超紧凑的HII区W51 d,他们都嵌入源在银河系紧凑的HII区W51 IRS 2。高空间分辨率观测是利用安装在双子座北天文台的激光导星设施和近红外积分场摄谱仪获得的。W51 d电离源的光谱显示出NIII(21155)的发射和HeII(21897)的吸收的光球特征,这使我们将其归类为年轻的O3型星。我们在IRS 2 E的光谱中检测到23000 nm处的CO泛音发射,这表明它是一个巨大的年轻物体,仍然被吸积盘包围,可能从热核阶段过渡到超紧凑的HII区域。
2008-03-27 astro-ph
The ionizing radiation from massive stars and its impact on HII regions: results from modern model atmospheres
我们提出了一个详细的比较电离光谱能量分布(SED)预测的四个现代恒星大气代码,TLUSTY,CMFGEN,WMBasic,和FASTWIND。我们考虑三组恒星参数代表晚O型矮星(O9.5 V),中期O型矮星(O 7 V),和早期O型矮星(O5.5 V)。我们探讨了两种不同的可能性,这样的比较,我们所谓的进化和观测方法:在进化的方法比较的SED定义相同的值Teff和logg的恒星;在观测方法的模型进行比较不一定有相同的Teff和logg,但产生类似的H和HeI-II光学线。我们发现,有一个更好的协议,在Q(H 0),比Q(He 0)/Q(H 0),和形状的SED预测的四个代码在13和30 eV之间的光谱范围内,当模型进行比较,以下的观测方法。然而,即使在这种情况下,在更高的能量下也会发现很大的差异。然后,我们讨论了如何在SED的差异可能会影响周围星云的温度和电离结构的整体性能。我们发现,在300-350 K范围内,星云温度的影响不大。不同的SED产生的星云电离结构明显不同。这将导致建立电离校正因子的重要后果,用于确定HII区的丰度,以及在电离的恒星星族的星云线比的特性。
2008-05-09 astro-ph
A New Radio Catalog of Compact HII Regions in the Milky Way II. The 1.4 GHz Data
我们利用一个新的VLA银河平面目录在1.4千兆赫覆盖第一和第二银河象限(340度<1 < 120度,|b| <0.8度,其中350度<1 < 40度时|b| < 1.8度,100度<1 <105度时|b| <2.5度)与MSX 6 C银河系平面中红外目录,以补充和更好地了解我们的5 GHz目录(Giveon等人,2005年)。Zoonematkermani等人(1990年)首次发表了该地区的无线电目录,但我们已经通过显着改进的校准和镶嵌程序重新减少了数据,导致检测到的1.4 GHz源的数量增加了两倍以上。新的1.4 GHz目录和MSX 6C目录的比较产生了556个匹配的样本,其中我们估计只有11个是偶然巧合。大多数比赛显示红色MSX颜色。它们的银河系纬度分布的标度高度为24 '-28'(FWHM)或~60-70 pc(距离为8.5 kpc),取决于经度。纬度分布在l~40度以上显著向外偏移,匹配数急剧下降。
2005-03-19 astro-ph
The effect of collisional enhancement of Balmer lines on the determination of the primordial helium abundance
本文根据河外HII区五个贫金属区的丰度分析,提出了一种新的原始氦丰度(Y_P)测定方法。对于三个区域的样品(SBS 0335-052,I ZW 18,和H29),我们提出了定制的光电离模型的基础上改进的计算相对于以前的模型。特别地,我们利用光电离模型定量地研究了碰撞激发的巴耳末线对确定单个区域中氦丰度(Y)的影响。这种影响是双重的:首先,巴耳末线的强度相对于纯复合值增强,模拟更高的氢丰度;其次,由于碰撞对不同巴耳末线的差异效应,观察到的红化大于真实消光。除了这些影响,我们的分析考虑到以下特点的HII区域:(i)的温度结构,(ii)的密度结构,(iii)中性氦的存在下,(iv)碰撞激发的HeI线,(v)潜在的吸收的HeI线,和(vi)的光学厚度的HeI线。在分析中包含碰撞效应后,Y增加最多的天体是SBS 0335-052,其氦丰度已被修正为Δ Y =+0.0107。在我们的样本中,五个对象的修订Y值在Y_P中产生+0.0035的增加,得到Y_P = 0.2391 +/- 0.0020。
2003-04-08 astro-ph
Starbursts in barred spiral galaxies. I. Mrk 712: a new Wolf-Rayet galaxy
我们报告了在IRAS棒旋星系Mrk 712星系核以南4.5角秒的巨大HII区发现的沃尔夫-拉叶星辐射。根据HeII 4686线的光度估计,WNL和OV星的比率为0.2。通过与星爆和恒星演化模型的比较,我们发现这个高值只与非常年轻的星爆事件(3 - 4百万年)和平坦的初始质量函数(Gamma = -1)相兼容。[ArV]线的存在表明HII区被热沃尔夫-拉叶星强烈电离。与其他棒状沃尔夫-拉叶星系的比较表明,沃尔夫-拉叶星的探测取决于星系的尘埃含量和方向。
1995-05-10 astro-ph
Temperature Bias and the Primordial Helium Abundance Determination
我们研究了温度结构对原始氦丰度Yp的影响。我们提供了一个方程连接T(OIII),来自[OIII]线的温度,和T(HeII),的He I线的温度,无论是为HII区域与O++只有和HII区域的一部分O+存在。利用T(HeII)总是小于T(OIII)的方法,我们计算了5个低金属丰度和极低金属丰度天体的氦丰度(NGC 346、NGC 2363、Haro 29、SBS 0335-052和I Zw 18);这些天体是从文献中选出的,因为它们包括3个具有最佳线测定的低金属丰度天体和2个具有最低金属丰度的天体。金属量由这些丰度,我们得到Yp(nHc)=0.2356+-0.0020,比用T(OIII)得到的值低0.0088。我们称这个测定为Yp(nHc),因为没有考虑碰撞对巴耳末线强度的贡献。最近文献中所有的Yp测定都没有考虑碰撞对巴耳末线强度的贡献。通过考虑碰撞对这五个天体的巴耳末线强度的贡献,我们得出Yp(+Hc)=0.2384+-0.0025。
2001-10-29 astro-ph
The Stellar Content of Obscured Galactic Giant HII Regions. VI: W51A
本文给出了银河系暗巨星H Ⅱ区W51 A新诞生OB星的K波段光谱和J、H和KS波段的~ 0.8“角分辨率图像。有四颗天体在光谱学上被归类为O型星。四颗星的平均光谱视差给出的距离为2.0 \pm 0.3 kpc(平均误差),显着小于射电复合线运动学值5.5 kpc或从微波激射自行观测中得出的值(6- 8 kpc)。考虑到这里推导出的较小距离,所有大质量恒星贡献的莱曼连续谱光子数(NLyc ~ 1.5 x 10^{50} s^{-1})与从射电复合线推断的结果(NLyc = 1.3 x 10^{50} s^{-1})非常一致。我们目前的档案高角分辨率图像(NAOS CONICA在VLT和T-ReCS在双子座)的紧凑区域W51 IRS 2的分析。K_S波段图像分辨出红外源IRS~2,表明它是一个非常年轻的致密HII区。IRS 2 E被分解成3个天体的紧凑星团(投影距离660 AU内),但其中一个只是明亮的扩展发射。W51 d1和W51 d2分别被识别为3个物体的紧凑集群(在W51 d1的情况下可能是4个)。虽然IRS~ 2 E是K波段最亮的源,其亮度为12.6 \micron,但它与射电连续谱源的联系并不明显。IRS~ 2 E的光谱显示,与以前的工作相似,Br $γ$和HeI的发射很强,Fe Ⅲ的三条禁戒发射线和分子氢(H_2)的发射线表明它是一个大质量的年轻天体。
2008-02-25 astro-ph
The Massive Star Population in the Giant HII Region Tol89 in NGC5398
我们提出了新的高光谱分辨率VLT/UVES光谱和档案HST/STIS成像和光谱的巨大的HII区域Tol 89在NGC 5398。从光学和紫外HST图像,我们发现,恒星形成复杂的整体包含至少7个年轻的紧凑的大质量集群。我们将两个最亮的光学结A和B分解为五个独立的年轻大质量星系团,分别为A1-4和B1。来自Starburst 99(Leitherer等人)根据紫外光谱模型和星云H β等效光学宽度,我们得出了与两个独立爆发事件形成一致的年龄,节点A(A1-4)和B(B1)的年龄分别为~4+/-100万年和<300万年。两个结都测量到了大麦哲伦星云的金属丰度,而星云HeII 4686则在结B中观测到,或许也在结A中观测到。我们在最强的星云发射线上探测到了下面的宽翼,表明速度高达600公里/秒。利用Crowther和Hadfield的LMC WR星的经验模板光谱,我们估计Tol 89-A中有约95颗早期WN星和约35颗早期WC星。值得注意的是,我们还在Tol 89-A,A4中的最小(质量)集群中检测到~三个中等WN。根据星云H β的强度,我们得到节点A和B的N(O)~690和2800。我们还采用了一种补充的方法,使用Starburst 99模型,其中O星的内容是从恒星连续体推断,我们发现两种方法对O星含量和N(WR)/N(O)的计算结果基本一致。但是发现WR亚型分布在Starburst 99…
2006-05-03 astro-ph
Secondary CMB anisotropies from the kinetic SZ effect
我们提出了一个分析模型,根据以前的工作,解决了宇宙的再电离历史,这使我们能够描述由于动力学SZ效应的二次CMB各向异性的产生。我们考虑到“补丁模式”的再电离(HII泡沫),这些电离区域的互相关,小尺度的物质密度场的波动和塌陷物体的贡献。对于一个开放的宇宙,我们发现,功率谱$l(l+1)C_l/(2π)$表现出高度$10^{-13}$在范围$10^3 < l < 10^6$的平台。我们发现,对于大的波数$l > 10^4$的信号是占主导地位的贡献,从崩溃的晕,而$l < 10^4$,它是由大规模的相关性的HII气泡。这意味着人们不能区分恒星的再电离和类星体驱动的情况,因为电离区域的大小从来不会主导各向异性的行为。此外,次级宇宙微波背景的各向异性来自于大范围的红移(IGM为7.5<z<10,星系晕为0<z<7)。在我们的模型中预期的信号可能会使来自CMB实验(如普朗克)的宇宙学参数估计产生偏差,并且可以被未来的毫米波长干涉仪(例如,ALMA)。
2001-03-06 astro-ph
The He abundance in the metal-deficient blue compact dwarf galaxies Tol 1214-277 and Tol 65
我们提出了高质量的凯克望远镜光谱观测的两个缺金属的蓝色紧凑矮(BCD)星系Tol 1214-277和Tol 65。这些数据被用来推导重元素和氦的丰度。我们发现Tol 1214-277和Tol 65的氧丰度是相同的,12+logO/H=7.54+/-0.01,或Zsun/24,尽管这些星系的电离条件不同。这两个星系的氮氧丰度比都是logN/O=-1.64+/-0.02,与其他大多数缺乏金属的BCD处于狭窄的范围内。我们使用五个最强的HeI发射线3889,4471,5876,6678和7065,校正自洽的碰撞和荧光增强机制的强度,并推导出他的丰度。基本的恒星吸收被认为是重要的HeI 4471发射线在两个星系,被较大的Tol 65。当使用三条HeI发射线4471、5876和6678时,Tol 1214-277和Tol 65中的加权He质量分数分别为Y=0.2458+/-0.0039和0.2410+/-0.0050,并且分别为:0.2466+/-0.0043和0.2463+/-0.0057,当排除HeI 4471发射线时。这些值与Izotov及其同事最近对其他最缺金属的BCD中He质量分数的测量非常一致。我们发现,由于基础的HeI恒星吸收线,电离和温度结构的HII区域和碰撞激发的氢发射线的系统不确定性的综合影响可能很小,不超过~2%(误差为2 σ)。我们的结果支持核合成的标准大爆炸模型的有…
2001-09-17 astro-ph
Radiative Transfer in a Clumpy Universe: III. The Nature of Cosmological Ionizing Sources
中性星系际介质(IGM)向几乎完全电离的星系际介质转变的历史可以揭示宇宙学电离源的特征。我们研究了在一个clusified IGM的HII和HeIII区域的体积填充因子的演变,并讨论了竞争对手的再电离方案的快速下降的射电响亮的类星体的空间密度和最近在z>3观察到的恒星形成星系的大人口的影响。在高度不均匀的宇宙中,当在一个复合时间内发射的光子数大于1 ryd时,氢原子的平均数等于氢原子的平均数时,氢原子被完全再电离。如果恒星源负责保持IGM在z=5电离,在这个时代的恒星形成率必须可比或大于从星系的光学观测推断在z=3,和宇宙中的平均金属丰度为1/500太阳。暗物质晕中的早期恒星具有圆周速度v_circ=50 km/s,可能是高z紫外光子的主要来源之一,可以用下一代太空望远镜探测到。类星体的发射率在z>3时迅速下降的模型预测了一个晚期的HeII再电离时期,这一特征可以解释Reimers等人(1997)最近在z=2.9时检测到的片状HeII Lyman-α,以及Songaila(1998)在大约相同时期观察到的SiIV/CIV比率的突然变化,但似乎不能在z=5时提供所需数量的氢电离光子。
1998-09-04 astro-ph
The Most Exciting Massive Binary Cluster in NGC 5128: Clues to the Formation of Globular Clusters
利用BVI的VLT图像,确定了以Sersic 13为中心的电离源,Sersic 13是巨大的邻近星系NGC 5128的最大HII区,log L_H α =39.6 erg/s。这个电离源原来是一对接近的明亮和蓝色星团候选者。麦哲伦一号望远镜获得的光谱证实,这些是巨大的年轻星团,与巨大的HII区域Sersic 13有物理联系。这两个星团的光谱都显示出明显的沃尔夫-拉叶型发射特征,以及HI和HeI的明显谱线,表明它们的年龄非常年轻(t ~几× 10^6年)。它们的光度至少与剑鱼座30中的大质量年轻星团R136一样明亮,它们的质量估计为1-7.5x10^5太阳质量。此外,簇对的预测分离为42 pc。测量到的星系团之间的速度差很小,ΔV=49+/-21 km/s,如果它们是结合在一起的话,在预期轨道速度V_orb=5-12 km/s的2 sigma范围内。动力学模型预测,具有这些性质的双星团将在几个轨道周期的短时间尺度内合并(P=20-50x10^6年)。这个双星星系团的发现表明,年轻的大质量星系团的合并可能导致最大质量的球状星团的形成,例如我们银河系中的欧米茄Cen和M31中的G1。或者,如果它们不受引力束缚,这些天体将各自演化成两个正常的球状星团。
2004-05-24 astro-ph
Ar I as a tracer of ionization evolution
我们提出了一个研究的Ar丰度在15阻尼Ly α系统(DLAs)的红移范围从2.3到3.4。样品包括4个新的UVES/VLT测量Ar I柱密度。大多数DLAs显示出显着的Ar相对于其他α-捕获元素与共同的核合成起源的丰度不足。我们表明,无论是灰尘耗尽,也不干预HII地区内DLAs提供了一个可行的理由,这些丰度不足。一个自然的解释被发现在光电离模型的框架中的HI区域嵌入在一个电离连续的光谱分布变化。在z ~ 2.5处,观测到的Ar亏损很大,[Ar/alpha] ~ -0.6/-0.8 dex,表明有一个硬的类星体主导的光谱。在z >~ 3时,缺陷反而很小,暗示着一个柔软的恒星型光谱,尽管需要更多的数据来推广这个高z的结果。我们认为,Ar丰度的变化是由紫外总银河系连续统的演变引起的,在这种情况下,DLAs内部的紫外辐射必须很小(即DLAs应该有适度的恒星形成率),外部背景必须在z > 3时变得更软。前一个要求与DLAs丰度的适度演变以及与DLAs相关的Ly_alpha和H_alpha排放的缺乏是一致的。后一个要求与IGM中观测到的SiIV/CIV比值的演化、Ly-break星系在z >~ 3处的高UV光子逃逸分数的声明以及最近发现的HeII再电离似乎发生在z ~ 3.4和z ~ 3之间是一致的。从与本地星际研究的比较,我们预测的Ar丰度上升的红移范围从z ~ 2.3到z=0,在该时期的星…
2003-03-03 astro-ph