The large-scale cross-correlation of Damped Lyman Alpha Systems with the Lyman Alpha Forest: First Measurements from BOSS
利用重子振荡光谱巡天（BOSS）第9次数据发布，我们首次测量了莱曼α森林吸收和阻尼莱曼α系统（DLA）的大尺度互相关。在40 Mpc/h的尺度上可以清楚地检测到互相关，并且与标准冷暗物质结构形成模型的线性理论预测很好地拟合，并具有预期的红移失真，证实了其起源于结构的引力演化。一旦从独立的莱曼α森林相关性测量已知莱曼α森林偏差因子，DLA-Lyman α互相关的幅度仅取决于一个自由参数，即DLA系统的偏差因子。我们测得DLA偏置因子为b_D =（2.17 +/- 0.20）beta_F^{0.22}，其中莱曼α森林红移失真参数beta_F预期大于1。该偏差因子意味着DLA的典型宿主晕质量比当前DLA模型中预期的大得多，并且如果DLA截面与晕质量按M_h^alpha缩放，则重现该偏差因子，其中对于beta_F=1，alpha= 1.1 +/- 0.1。要使观测到的DLA偏置因子和入射率相匹配，就需要原子气体在大质量晕中的扩展面积比目前星系形成模拟中预测的要大，在质量约为10^12太阳质量的主晕中，典型的DLA适当尺寸大于20 kpc。我们推断z ~ 2到3的典型星系被原子云系统所包围，这些原子云比星系的发光部分延伸得多，并且包含宿主晕中~ 10%的重子。
2012-12-02 astro-ph.CO
The Lyman alpha Reference Sample: Extended Lyman alpha Halos Produced at Low Dust Content
我们报告新的成像观测莱曼α发射线（Lya），与哈勃太空望远镜，包括莱曼α参考样品（LARS）的骨干进行。我们在连续扣除Lya，Halpha和远紫外连续光谱中呈现了14个红移为0.028 < z < 0.18的星暴星系的图像。我们发现，Lya的发射尺度系统地超过了大质量恒星星族和重组星云的尺度：用彼得罗相20%半径RP 20测量，Lya半径比H α半径大1 ~ 3.6倍，平均为2.4倍。Lya与FUV半径的平均比值为2.9。这表明大部分Lya光通过共振散射被推到大半径。定义Lya的“相对Petrosian扩展”与Ha的比较，XP_ext = RP20_Lya / RP20_Ha，我们发现XP_ext与总Lya光度无关。然而，Lya_ext与尘埃含量成比例的数量密切相关，在某种意义上，低尘埃丰度是一个必要的要求（尽管不是唯一的要求），以便将Lya光子传播到整个星际介质并驱动一个大的扩展Lya晕。
2013-02-28 astro-ph.CO
Effect of halo bias and Lyman Limit Systems on the history of cosmic reionization
我们扩展了Furlanetto等人（2004）现有的再电离分析模型，以包括再电离源的偏置和莱曼极限系统的额外吸收。通过构造，我们的模型与观测到的z<8时星系光度函数的演化和观测到的z<6时Ly-α森林的演化是一致的。我们还发现，对于我们认为合理的相对逃逸分数的大范围的值，这是一致的，从较低的红移的相对逃逸分数的观测约束，我们的再电离模型是一致的WMAP约束的汤普森光学深度和SPT和EDGES约束的持续时间的再电离。因此，我们得出结论，有可能开发出与所有现有观测约束一致的物理上现实的再电离模型。
2012-12-06 astro-ph.CO
The Impact of Lyman alpha Trapping on the Formation of Primordial Objects
为了研究第一个天体的形成，已经进行了许多宇宙学模拟。我们提出的高分辨率的原始物体形成的三维宇宙学模拟的结果，使用自适应网格加密代码FLASH包括在一个近似的方式莱曼α光子的辐射转移的影响。我们比较了气体云中莱曼α俘获与氢原子和分子冷却的结果，研究的主要目的是用有效的状态方程跟踪零金属丰度晕的坍缩（这解释了陷阱的原因），并探讨了三种情况下光环的命运，特别是，热力学对晕碎裂的影响。我们的结果表明，在莱曼α捕获的情况下，碎裂停止，并在晕的中心形成一个大质量的物体。气体的温度仍然远高于$10^{4}$ K，并且晕不能分裂成恒星质量。在原子冷却的情况下，气体坍缩成一个或两个大质量的团块，这与莱曼α捕获的情况相反。在氢分子冷却的情况下，气体有效地冷却并碎裂，因此大质量原始物体的形成强烈地依赖于气体的热力学。我们的研究结果的一个显着特点是，对于大质量物体的形成，例如中等质量黑洞，反馈效应是不需要抑制$H_{2}$冷却，作为分子氢碰撞解离温度高于$10^{4}$ K作为莱曼α捕获的结果。
2010-09-30 astro-ph.CO
Lyman alpha emission from the first galaxies: Implications of UV backgrounds and the formation of molecules
莱曼α线是高红移星系的强有力的示踪线。我们提出的莱曼α发射的原星系晕照明的紫外背景辐射场与不同强度的估计。为此，我们进行了宇宙学流体动力学模拟与自适应网格细化代码FLASH，包括一个详细的网络的原始化学，包括形成的原始分子，多层次模型的氢原子以及光电离和光解离过程中的紫外背景。我们发现，背景辐射场J_21的存在下激发莱曼α光子的发射，增加莱曼α光度高达两个数量级。对于\sim为10 ^10 M_sun的晕，我们发现J21 \times f_esc = 0.1的最大通量为5 \times 10^-15 erg cm^-2 s^-1，其中f_esc是电离辐射的逃逸分数。根据环境条件，通量可能会有三个数量级的变化。对于J_21 \times f_esc > 0.1，莱曼α光度随氢原子丰度变小而减小。这里推导出的通量可以使用斯巴鲁和即将推出的詹姆斯韦伯太空望远镜进行探测。莱曼α光子的发射是扩展的，来自于晕的包络而不是它的核心。在晕的中心，线俘获在10^22 cm^-2以上的柱状体上变得有效，并抑制了莱曼α的发射。此外，原始分子的冷却可以降低中心区域的气体温度，这进一步减少了莱曼α发射。在中心核中，H_2被光解，背景通量为J_21 \geq 1000。当辐射场较弱时，即J_（21）< 0.1时，H_2和HD冷却在晕中心特别强，导致气体温度低至\sim 100 K。
2011-06-17 astro-ph.CO
CARS: The CFHTLS-Archive-Research Survey II. Weighing dark matter halos of Lyman-break galaxies at z=3-5
目的：我们测量了来自加拿大-法国-夏威夷望远镜遗产巡天（CFHTLS）深场的大量u-（z~3），g-（z~4）和r-（z~5）脱落样本的聚类特性。研究方法：光度红移分布与模拟一起，使我们能够去项目的角度相关测量和估计物理量，如相关长度，晕质量，星系的偏见，和晕占领作为紫外线光度的函数。结果：我们首次在z~5的关联函数中检测到一个显著的单晕项。发现LBG的共动关联长度和晕质量随静止坐标系紫外光度的减小而减小。没有显着的红移演化中发现的任何数量。LBG的典型晕质量是M>~10^{12}h^{-1}M_ \odot，而且晕通常被少于一个星系占据。在脱落样本中清楚地观察到UV光度的聚类分离，但是红移演化不能清楚地从红移分布引入的系统不确定性中解脱出来。我们研究了一系列可能的红移分布，以说明这种选择的效果。光谱学的代表性的子样本，需要高精度的绝对测量高Z晕质量。
2009-03-23 astro-ph.CO
Lyman Alpha Forest - Halo Cross-Correlations in Effective Field Theory
本文提出一种有效场论（EFT）模型，用于描述莱曼α森林与有偏示踪物（如类星体、星系或暗物质晕）在红移空间中的互相关，并在Sherwood模拟中验证，实现了百分之一精度的预测，显著改进了现有解析模型。
2025-01-22 astro-ph.CO hep-ph
Evolution of the Lyman-alpha Halos around High-Redshift Radio Galaxies
我们获得了5个射电星系中扩展Ly-alpha辐射在z ~ 1处的第一个限制。我们检测到Ly-alpha发射从五个星系中的四个。Ly-alpha光度范围为0.1 ~ 4倍10^43 erg/s，比高红移射电星系周围的晕小得多。如果z ~ 1射电星系是z >~ 2射电星系的后代，则它们的Ly-alpha光度随红移的变化为~（1+z）^[5]。其他参数之间似乎没有很强的相关性，例如无线电功率，这表明观察到的演变是真实的，而不是观测伪影或二次相关。我们推测，这种发光晕的演变可能是由于气体耗尽（气体冷却，沉淀，并形成恒星）伴随着平均气体温度的整体上升和特定的恒星形成率在这些大质量星系及其周围的下降。
2009-03-26 astro-ph.CO
The clustering of Lyman alpha emitters at z=7: implications for reionization and host halo masses
高红移星系的Ly $α$线已经成为早期星系演化和再电离时代（EoR）的有力探测器。受斯巴鲁超级超级凸轮（HSC）即将进行的宽视场调查的启发，我们研究了窄带选择的角关联函数（ACF），$z\approx7$ Ly $α$发射星系（LAEs）。LAEs的聚集由两个因素决定：（i）它们典型的宿主晕质量$\bar{M}_{\rm h}$;（ii）由于斑片状EoR的吸收，其特征在于星系际介质的平均中性分数$\bar{x}_{\rm HI}$。我们通过探索物理EoR模型中固有的Ly $α$发射和宇宙电离补丁的大尺度模式（即形态学）的极端情况，将允许的LAE ACF括起来。与EoR形态无关，当前的$z\approx 7$ ACF测量限制了$\bar{x}_{\rm HI}\lesssim 0.5$（1- $σ$）。我们还发现，目前观测到的ACF的低值意味着LAE由相对较小的暗物质晕托管：$\bar{M}_{\rm h} \lesssim 10^{10} M_{\odot}$，相应的占空比$\lesssim$为百分之几。这些值比颜色选择的Lyman break星系的类似值低一个数量级以上，这表明$z\approx 7$窄带LAEs搜索优先选择年轻的恒星爆发星系，存在于质量较小的光环中即将到来的HSC超深战役将显著改善对EoR和LAE主机晕的限制。
2015-09-09 astro-ph.CO
Understanding the redshift evolution of the luminosity functions of Lyman-alpha emitters
本文提出了一个恒星形成的半解析模型，它同时解释了观测到的高红移Lyman break星系（LBG）的紫外光度函数和Lyman α发射体的光度函数。我们认为这两个模型，使用Press-Schechter（PS）和Sheth-Tormen（ST）晕质量函数来计算暗物质晕的丰度。在z < 4时的Lyman-alpha光度函数很好地再现，只有<10%的LBG发射的Lyman-alpha线的剩余等效宽度大于窄带巡天的极限等效宽度。然而，只有当我们假设几乎所有的LBG都是莱曼α发射体时，才能重现z > 5时观察到的光度函数。因此，4 < z < 5似乎标志着高红移星系的物理性质发生明显变化的时代。由于莱曼-α逃逸依赖于星际介质（ISM）的尘埃和气体运动学，这可能意味着平均而言，z > 5的ISM可能更少尘埃，更多的clusional，并具有更复杂的速度场。所有这些都将使莱曼α光子更容易逃逸。在z > 5时，观测到的Lyman α光度函数与晕质量函数的演化以及高红移星系物理性质的微小演化很好地再现。特别是，高达z = 6.5，我们没有看到从这些星系的莱曼α逃逸星系际介质（IGM）不透明度的影响。
2009-06-12 astro-ph.CO
Extended and Filamentary Lyman Alpha Emission from the Formation of a Protogalactic Halo at z=2.63
我们报告的观测进一步不对称，扩展莱曼α发射晕z=2.63，从我们的超深，长缝光谱调查微弱的高红移发射器，进行与麦哲伦LDSS 3在GOODS-S领域。Lya发射，超过30千秒差距检测，是空间一致的浓度的星系可见的深宽带成像。虽然这些没有光谱红移的暗淡星系不能确定彼此或与Lya辐射相关，但有许多令人信服的原因可以解释为什么它们很可能在Lya红移处形成银河系晕质量群。一个可能由Lya发射在非常高的等效宽度，和干扰的恒星星族的证据，表明发射区的属性反映了正在进行的星系组装，最近的星系合并和恒星形成发生在该集团。因此，Lya提供了独特的见解，可能是一个关键模式的星系形成在高红移。Lya辐射可能是由冷却辐射或晕中空间扩展的恒星形成提供动力，但不太可能是由AGN或其中一个星系驱动的荧光。辐射的空间分布与典型的Lya辐射源或Lyman break星系的辐射分布有明显的不同，这与这种扩展辐射代表了星系形成过程中的不同阶段的观点是一致的。微弱的，扩展的Lya发射体，如这些可能是较亮的Lya斑点的低质量类似物。我们的观测提供了进一步的间接证据，星系合并可能会促进电离辐射的产生和/或逃逸，相互作用星系的晕可能是再电离时期电离光子的重要来源。
2012-06-12 astro-ph.CO
Diffuse Lyman-alpha Halos around Galaxies at z=2.2-6.6: Implications for Galaxy Formation and Cosmic Reionization
我们提出了弥漫莱曼α晕（LAH）确定在复合斯巴鲁窄带图像的100-3600莱曼α发射器（LAE）在z=2.2，3.1，3.7，5.7，和6.6。首先，我们仔细研究潜在的文物模仿LAH，包括一个大规模的点扩散函数（PSF）的仪器和大气的影响。基于我们的关键测试与非LAE样本的合成图像的窄带幅度和源大小分布是相同的，我们的LAE样本，我们确认，没有文物可以产生一个扩散扩展功能类似于我们的LAH。在这个检验之后，我们测量了根据L（莱曼-α）> 2 x 10^42 erg s^-1的z=2.2-6.6 LAE样本估算的LAH指数分布的标度长度。在z=2.2-5.7处，我们得到了~ 5-10 kpc的标度长度，并且发现在这个红移范围内，标度长度没有超出我们的测量不确定度的演化。结合这一结果和先前已知的紫外连续谱尺寸演变，我们推断LAH与紫外连续谱尺寸的比率在z=2.2-5.7处几乎是恒定的。我们的z=6.6 LAH的标度长度大于5-10 kpc，刚好超出误差线，这暗示LAH的标度长度将从z=5.7增加到6.6。如果这一增加被未来的大型巡天所证实，并且统计和系统误差得到了显著的改善，那么z > 6处的尺度长度变化将是由于宇宙再电离而导致的中性氢散射莱曼α光子比例增加的标志。
2014-05-02 astro-ph.CO
Intergalactic Lyman-$α$ haloes before reionization are detectable with JWST
本文利用JWST观测到的紫外光度并结合数据驱动方法，预测了再电离时期星系际莱曼-α晕的可探测性，发现单个亮晕可在z≲9被探测，堆叠约10个晕可探测至z∼16，为揭示中性星系际氢提供途径。
2024-10-03 astro-ph.CO astro-ph.GA
Cosmology from clustering of Lyman-alpha galaxies: breaking non-gravitational Lyman-alpha radiative transfer degeneracies using the bispectrum
莱曼α发射星系的大型巡天观测是一种新的测量高红移星系群成团的方法，其目的是确定宇宙学参数。然而，莱曼-α辐射转移效应可能会以模仿引力效应的方式修改观测到的LAE星系团簇，从而可能降低宇宙学约束的精度。例如，由于观测到的通量依赖于星系际介质速度梯度，线性红移空间畸变对LAE星系功率谱的影响可能退化为莱曼α辐射转移效应。在本文中，我们表明，三点函数（双谱）可以区分引力和非引力效应，从而打破这些简并，使之有可能从LAE星系调查恢复宇宙学参数。对角直径距离和哈勃膨胀率的约束也可以通过结合功率谱和双谱测量来改善。
2012-12-05 astro-ph.CO
Sizing up Lyman-alpha and Lyman Break Galaxies
我们发现，高红移星系的人口增长更明亮，因为他们的线性尺寸的增长。这是因为单位面积的亮度有一个明显的上限，这是由于恒星形成的自我调节性质。作为一个推论，我们表明，观测到的莱曼Break Galerkin（L*）的特征光度随时间的增加可以解释为它们的大小的增加，其比例为1/H（z）。相比之下，莱曼α选择星系有一个特征，恒定的，小的尺寸在红移z=2.25和6.5之间。再加上一个特征表面亮度，这可以解释他们的非演变的紫外连续光度函数。这种紧凑的物理尺寸似乎是一个星系是否会显示莱曼α发射的关键决定因素。我们的这些结论是基于新的尺寸测量的样本约170莱曼α选定星系与哈勃太空望远镜宽带成像，在红移范围2.25 < z < 6。我们结合这些与一个类似数量的莱曼α选定的星系从文献中的半光半径，并得出表面亮度为整个组合样本。
2011-06-14 astro-ph.CO
On the Diffuse Lyman-alpha Halo Around Lyman-alpha Emitting Galaxies
Ly $α$光子被环星系介质中的中性氢原子散射或在恒星形成星系的晕中产生，预计会导致星系周围的扩展Ly $α$发射。这种低表面亮度的Ly $α$晕（LAH）已经通过叠加高红移恒星形成星系的Ly $α$图像而被探测到。通过对9个$z=3.1$ Lyman-Alpha发射体（LAEs）的辐射转移模型进行高分辨率流体动力学宇宙学星系形成模拟，研究了LAHs的起源。我们开发了一种方法，通过有效地整合在许多不同的观测方向计算的平均Ly $α$表面亮度轮廓的每个LAE。在不调整任何参数的情况下，我们的模型产生了一个平均的Ly $α$表面亮度分布与观测结果非常一致。我们发现，所观察到的LAHs不能单独占来自中央LAE和散射到大半径的环星系气体中的氢原子的光子。相反，来自外晕区域的Ly $α$发射主要负责产生观测中看到的扩展LAH，其中可能包括恒星形成和冷却辐射。在紫外线晕测量对恒星形成贡献的限制下，我们发现冷却辐射在扩展LAHs的形成中起着重要的作用。我们讨论了这样一个图片的影响和警告。
2015-04-09 astro-ph.CO astro-ph.GA
Fluctuations in the High-Redshift Lyman-Werner and Lyman-alpha Radiation Backgrounds
我们用一种新的方法来模拟高红移下莱曼-沃纳（LW）和莱曼-α辐射背景的涨落。在这些早期时期，背景是宇宙刚刚被第一批恒星点亮的征兆。LW光子（11.5-13.6 eV）特别令人感兴趣，因为它们分解了氢分子，第一个微晕中的主要冷却剂。通过使用晕模型的变化，我们有效地产生功率谱的任何选择的辐射背景。我们发现，LW功率谱通常在大尺度上跟踪物质功率谱，但在对应于LW光子的有效“视界”（~100 Mpc）的尺度上翻转，除非源非常罕见。表征莱曼α通量分布的一系列视界以类似的方式塑造了该背景的波动，尽管一旦考虑到21厘米信号的亮度温度的波动，这些印记就被洗掉了。莱曼-α背景在LW背景开始解离分子氢的时候强烈影响红移的21厘米信号，因此测量该背景的性质将揭示从早期第三星族恒星到更正常恒星过渡的重要信息。大约在这个时候，我们发现LW背景中的波动很弱;分数标准差在尺度> 10 cMpc时小于~0.5，只有在尺度< 1 cMpc时才上升到单位阶。这不应该导致分子氢含量的实质性空间波动，除了在最早的时候。即便如此，大多数晕形成于远离其他来源的地方，因此从低质量恒星形成到高质量晕的转变在整个宇宙中是相当均匀的。
2011-08-31 astro-ph.CO
Dissecting the Lyman Alpha Emission Halo of LAB1
我们报告观测Lyman Alpha Blob 1（LAB 1）在SSA 22原星团区域（z=3.09）与积分场摄谱仪SAURON。与我们以前的观测结果相比，我们将光谱中的信噪比提高了三倍以上。这使我们能够详细地探测LAB系统的结构，检查其在空间和波长维度上的结构。我们发现，从系统的排放主要来自五个不同的斑点。其中两个发射区与莱曼破裂星系有关，而第三个似乎与一个严重模糊的亚毫米星系有关。第四和第五个组成部分似乎与任何星系都没有联系，尽管在这个领域可以获得深度成像。如果我们将谱线质心的波长变化解释为下层气体的速度结构，那么许多发射系统都显示出速度切变的证据。很难区分气体的潜在旋转和由中心物体驱动的外流。我们已经检查了所有的线轮廓的强吸收功能的证据。虽然有几个系统通过包含弱吸收成分而更好地拟合，但我们没有看到LAB2中所见的大规模相干吸收特征的证据。
2009-11-18 astro-ph.CO
Galactic winds - How to launch galactic outflows in typical Lyman-break galaxies
我们进行流体动力学模拟的一个年轻的星系盘嵌入在一个热的气体晕典型的莱曼break星系（LBG）的参数。我们考虑到由于暗物质晕，恒星隆起和恒星和气体盘的（静态）引力势。恒星的形成是由当地的肯尼库特-施密特定律。我们简化的星际介质的结构，限制计算域的25日的全方位角，有效地假设大规模的轴对称和忽略任何螺旋结构的影响，并专注于大规模的ISM驱动程序，超级气泡。超新星是随机触发的，并有几十到几百个预设的事件大小。我们进一步研究了不同的晕气体压力和能量注入方法。我们的许多模拟星系，但不是全部，发展双极外流。我们通过质量和能量流出率来描述流出的强度，并研究了模型细节变化的影响。我们发现，超新星如果包含在更大的超级气泡中会更有效。光环气体的重量和压力能够熄灭银河系的外流。在恒星形成密度超过临界值的区域，风从一系列超级气泡中出现。超气泡以略超音速的速度膨胀到气体晕中，产生与在LBG周围观察到的反射系统具有相似特征的辐射激波。
2013-06-13 astro-ph.CO
Lyman-alpha Blobs Like Company : The Discovery of A Candidate 100 kpc Lyman-alpha Blob Near to A Radio Galaxy with A Giant Lyman-alpha halo, B3 J2330+3927 at z=3.1
我们发现了一个巨大的射电宁静莱曼α（Lya）团块（RQLAB）的候选者，它位于一个巨大的Lya晕B3 J2330+3927中的高红移射电星系（HzRG）周围的大尺度结构中，红移z=3.087。我们用Subaru/Suprime-Cam获得了B3 J2330+3927周围的Lya成像，以寻找红移z=3.09+-0.03的Lya发射体（LAEs）和吸收体（LAAs）。我们在31' x 24'的视场中检测到候选127个LAE和26个LAA。我们发现B3 J2330+3927被一个130 kpc的Lya晕和一个大尺度（60 × 20 Mpc）的平行结构所包围。该大尺度结构包含一个突出的局部密度峰，其过密度大于5，其距离B3 J2330+3927 8'（15个同动Mpc）。在这个峰中，我们发现了一个候选的100 kpc RQLAB。这两种类型的Lya星云都存在于同一个大尺度结构中，表明巨大的Lya星云需要特殊的大尺度环境才能形成。然而，在较小的尺度上，与RQLAB相反，B3 J2330+3927的位置在该结构中不是显著的局部密度峰。对于这两个Lya星云局部环境的差异有两种可能的解释。首先，RQLAB可能需要一个突出的（δ ~ 5）密度峰值的星系形成强烈的恒星爆发，由于频繁的星系相互作用/合并和/或连续的气体吸积在过密的环境。另一方面，如果Lya晕主要由其射电和活动星系核活动提供动力，则HzR…
2009-09-24 astro-ph.CO astro-ph.GA
Modelling the fraction of Lyman Break Galaxies with strong Lyman alpha emission at 5 < z < 7
我们提出了理论结果的预期分数的莱曼Break镓（LBG）被检测为强莱曼α发射体（LAEs）的红移范围5 < z < 7。我们的分析基于20亿粒子SPH模拟MareNostrum High-z宇宙。我们近似的静态尘埃板的星系与一个额外的cluerous尘埃分布影响恒星星族年龄小于25百万年。莱曼α逃逸分数的模型是基于我们的蒙特卡罗辐射转移代码（MATERA）的平板配置的结果。我们还固定通过星系际介质的莱曼α光子的传输到一个恒定的值为50%，在所有的红移。根据该模型的结果，我们计算xLya，即莱曼α等效宽度（EW）大于50埃的莱曼破裂Galerkin的分数。我们发现在4.5 < z < 6时与观测数据非常一致。对于明亮的（-22 < MUV < -20.5）和暗淡的（-20.5 < MUV < -18.5）星系，我们的模型预测xLya = 0.02 \pm 0.01和xLya = 0.47 \pm 0.01，而观测者报告xLya = 0.08 \pm 0.02和xLya = 0.47 \pm 0.16分别。在红移z \sim 7处的消光模型的附加演化，将透射的莱曼α辐射的强度降低了f_T = 0.4的因子，以匹配z \sim 6.5处的LAE光度函数，自然地为最近报道的z > 6.3处的xLya分数提供了良好的匹配。探索不同的玩具模型的莱曼α逃逸分数，我们表明，随着紫外线星系光度的增加…
2011-09-01 astro-ph.CO
Non-linearities in the Lyman-$α$ forest and in its cross-correlation with dark matter halos
在大尺度上测量了Lyman-$α$（Ly $α$）森林的三维关联以及Ly $α$森林与类星体之间的互关联，从而精确测量了红移$z>2$处的重子声学振荡（BAO）特征。这些3D相关性通常使用线性微扰理论建模，但是提取超出BAO的宇宙学信息的全形状分析将需要能够描述较小尺度下存在的非线性的更现实的模型。我们提出了一个测量的Ly $α$森林通量的功率谱从大型水动力学模拟-舍伍德模拟-并将其与不同的模型描述的小规模偏离线性理论。我们确认Arinyo-i-Prats等人（2015）中提出的模型拟合了高达$k=10\, h\rm{Mpc^{-1}}$的测量3D屈光度，准确度优于5%，并表明相同的模型也可以以相似的精度描述1D相关性。我们还提出了，第一次，一个等效的交叉功率谱的晕与LY $α$森林的研究，我们讨论了不同的挑战，我们面临的建模时，超越线性尺度的交叉功率谱。我们在\url{https://github.com/andreufont/sherwood_p3d}中公开所有测量的功率谱。这项研究是一个步骤，联合分析的1D和3D通量的相关性，并对使用类星体Ly $α$交叉相关超出BAO分析。
2022-10-03 astro-ph.CO
Surface Brightness Profile of Lyman-$α$ Halos out to 320 kpc in HETDEX
利用Hobby-Eberly望远镜暗能量实验（HETDEX）的早期观测数据，计算了968个Lyman-$α$发射星系（LAEs）在红移$1.9<z<3.5$处的中层叠加Lyman-$α$表面亮度剖面。选定的LAE是高置信度的Lyman-$α$探测，具有在良好的视宁度条件下观察到的大信噪比（点扩散函数半峰全宽$<1.4"$），不包括活动星系核（AGN）。LAE的Lyman-$α$光度为$10^{42.4}-10^{43}\, \mathrm{erg}\, \mathrm{s}^{-1}$ .我们在从周围的莱曼- $α$晕到$r\simeq 160$千秒差距（物理）的$(3.6\pm 1.3)\times 10^{-20}\,\mathrm{erg}\,\mathrm{s}^{-1}\,\mathrm{cm}^{-2}\,\mathrm{arcsec}^{-2}$水平上，在中层堆叠径向剖面中探测到微弱的发射。在$r<80\,\mathrm{kpc}$上的中值堆积径向轮廓的形状与用多单元光谱探测器（MUSE）在$3<z<4$上观察到的更暗的LAEs的形状一致，表明中值堆积的莱曼- $α$轮廓在红移$2<z<4$上具有相似的形状，并且在莱曼- $α$光度的$10$的因子上具有相似的形状。虽然我们同意$r<80\,\mathrm{kpc}$的MUSE样品的结果，但我们将轮廓半径扩展了两倍。在…
2022-03-09 astro-ph.CO astro-ph.GA
Stellar properties of z ~ 1 Lyman-break galaxies from ACS slitless grism spectra
在高红移宇宙中，通过寻找由莱曼极限红移到光学甚至近红外波段而引起的星系光谱的突变，经常可以发现莱曼突变星系。在低红移时，这种突变被GALEX紫外通道所覆盖，文献中已经出现了少量的z ~ 1长周期星系。在这里，我们给出的结果，从拟合的光谱能量分布的一个小的子集的低红移LBG和演示的优点，包括来自HST ACS狭缝棱镜观测测光点。结果显示，这些星系有非常年轻的恒星形成人口，同时仍然是巨大的和尘埃。在低和高红移的LBG在它们的性质上显示出显着的相似性，这表明LBG选择方法在整个宇宙中选择了相似的星系。
2010-11-10 astro-ph.CO
Multiphase Gas In Galaxy Halos: The OVI Lyman-limit System toward J1009+0713
在利用哈勃太空望远镜的宇宙起源光谱仪观测低红移星系晕的过程中，我们偶然发现了一个位于类星体J1009+0713（z_em = 0.456）附近z_abs = 0.3558的强O_VI莱曼极限系统。它的静止坐标系等效宽度为W_r = 835 +/- 49 mA，这是在任何低红移类星体视线中探测到的最高的介入吸收体，其静止坐标系中的吸收跨度为400 km/s^-1。HST/WFC 3星系场的图像显示，吸收体与两个星系有关，位于类星体视线的14和46千秒差距处。由HI追踪的吸收气体的大部分存在于两个强的共混组分组中，其具有总logN（HI）= 18 - 18.8。的离子比和柱密度的C，N，O，Mg，Si，S，和Fe，除了O VI，可以容纳到一个简单的光电离模型中，扩散，低金属晕气体暴露于光电离场从恒星在附近的星系，传播到晕在10%的效率。我们将金属丰度严格限制在0.1 - 1 Zsun的范围内，光电离模型间接表明太阳下金属丰度为0.05 - 0.5 Zsun。强O VI和9 Mg II组件的外观和我们在文献中对类似系统的回顾支持高速O VI的“界面”图片：O VI的总强度与低电离气体中检测到的组件数量呈正相关，但是O VI柱的总密度仍然远远超过界面模型中检测到的云数量的预期值。
2011-03-27 astro-ph.CO
High-Redshift Star Formation in a Time-Dependent Lyman-Werner Background
第一代恒星产生的莱曼-沃纳（LW）辐射背景可以使氢分子光解，增加恒星形成所需的暗物质晕的质量。先前的研究已经确定了在恒定LW背景下有效分子冷却所需的临界质量。然而，真实背景预计将在早期迅速增加。忽视这种演化可能会低估小晕中的恒星形成，这些小晕可能在过去LW强度低得多的时候就开始冷却。背景演化是宇宙学21厘米信号再电离前预测的一个很大的不确定性来源，这可以用未来的射电望远镜观测到。为了解决这个问题，我们进行零维的一个区域的计算，遵循的密度，化学丰度，和气体的温度在中心区域的暗物质晕，包括层次的增长和不断发展的LW背景。我们从研究随红移呈指数增加的背景下的晕的物理开始。我们发现，当强度增加慢于$J_{\rm LW}(z) \propto 10^{-z/5}$，冷却在过去是一个相对较小的影响。然后，我们自洽地计算宇宙学LW背景$z=15-50$，并发现冷却在过去由于不断发展的背景有适度的影响。最后，我们将这些结果与具有不同LW历史的三维流体动力学宇宙学模拟进行了比较。虽然只模拟了少量的晕，但结果与我们的单区计算一致。
2015-01-14 astro-ph.CO
Star Formation in the First Galaxies I: Collapse Delayed by Lyman-Werner Radiation
我们用高分辨率的宇宙学模拟研究了第一代星系中无金属恒星的形成过程。我们认为宇宙动机的情况下，一个强大的分子破坏莱曼-沃纳（LW）的背景抑制有效的冷却低质量的晕，延迟恒星形成，直到崩溃或更大规模的晕。只有当分子氢（H2）能够自我屏蔽LW辐射，这需要一个能够通过原子线发射冷却的光环，恒星才有可能形成。为了跟踪多个引力束缚物体的形成，在高气体密度下，我们引入了直接从计算网格中吸积气体的下沉粒子。我们发现，在一个1 Mpc ^3（共动）的盒子中，假设背景强度J 21 =100，失控坍缩首先发生在z~12处的3 × 10^7 M_sun暗物质晕中。由于H2丰度和冷却速率的失控增加，一个自屏蔽的超音速湍流核心突然发展，其中约10^4 M_sun的冷气体可用于恒星形成。我们分析了这种自屏蔽核的形成，湍流的特征，以及恒星形成的前景。由于缺乏碎片的尺度上，我们解决，我们认为，长波延迟的无金属恒星形成的原子冷却晕是非常相似的恒星形成的原始minihaloes，虽然在作出这一结论，我们忽略了内部恒星反馈。最后，我们简要地讨论了詹姆斯·韦伯空间望远镜对无金属星团的探测能力。
2012-08-09 astro-ph.CO
Lyman alpha emission from the first galaxies: Signatures of accretion and infall in the presence of line trapping
第一个星系的形成伴随着大的吸积流和维里化冲击，在此期间，气体被冲击加热到$\sim10^4$ K的温度，导致莱曼α线中潜在的强通量。事实上，在高红移处已经探测到了一些莱曼α斑点。在这封信中，我们探索这样的莱曼α发射宇宙流体动力学模拟，包括一个详细的模型，原子氢作为一个多层次的原子和自适应网格细化代码FLASH线捕获的影响的起源。我们看到重子通过冷气流落入晕的中心，在$\rm z=4.7$处产生至少为$\rm 10^{44} erg s^{-1}$的莱曼α光度，类似于观测到的莱曼α斑点。我们发现，一个莱曼α通量的$\rm 5.0\times 10^{-17} erg cm^{-2} s^{-1}$出现从信封的光环，而不是它的中心，在那里的光子被有效地捕获。这种发射可以用即将到来的詹姆斯·韦伯太空望远镜（JWST）进行详细探测，并将成为气体流入和吸积的重要探测器。
2011-02-01 astro-ph.CO
Constraining the Thermal Dust Content of Lyman-Break Galaxies in an Overdense Field at z~5
我们已经在J1040.7-1155领域进行了870微米的观测，已知在z=5.16 +/- 0.05处有一个过密度的莱曼破裂星系。在S（870）=3.0 mJy/梁（2 sigma）水平，我们没有检测到任何单独的源。9个z>5的星系叠加在一起也无法探测到，这限制了一个典型星系在这个红移处的亚毫米波通量S（870）<0.85 mJy，这对应于质量极限M（尘埃）<1.2x10^8 M_sun（2 sigma）。这限制了遥远的莱曼破碎星系中的热尘埃的质量，不到其典型恒星质量的十分之一。我们没有看到与紫外线选择的星系过密度相关的强大亚毫米星系的证据，但不能排除存在较暗，质量较小的来源。
2010-07-02 astro-ph.CO
Lyman-Werner UV Escape Fractions from Primordial Halos
第三星族恒星可以通过几种方式调节原始宇宙中的恒星形成。它们可以将附近的晕圈包围起来，即使它们的电离光子被自己的晕圈困住，它们的莱曼-沃纳（LW）光子仍然可以逃逸并摧毁其他晕圈中的H $_2$，阻止它们冷却并形成恒星。因此，LW逃逸分数是早期再电离和恒星形成的宇宙学模拟中的一个关键参数，但尚未被参数化为现实的晕晕或恒星质量。为此，我们进行了辐射流体动力学模拟的LW紫外逃逸9- 120 M $_{\odot}$ Pop III星在$10^5$ $10^7$ M $_{\odot}$晕与ZEUS-MP。我们发现，光子在LW线（即那些负责破坏H $_{2}$在附近的系统）的逃逸分数范围从0%到85%。在我们的样本中，没有LW光子逃离最大质量的晕，即使是来自最大质量的恒星。在11.18- 13.6 eV能量范围内的其他地方，光子的逃逸分数通常要高得多，除了最大质量晕中质量最小的恒星外，所有恒星的逃逸分数都在60%以上，这些光子可以在宇宙学距离上红移到LW线。我们发现，屏蔽H $_2$的中性氢，这已被忽视，迄今为止，产生逃逸分数是一个因素的三个小于H $_2$自屏蔽单独预测。
2015-09-14 astro-ph.CO astro-ph.GA
Faint Lyman-Break galaxies as a crucial test for galaxy formation models
最近的研究表明，LambdaCDM宇宙学中的星系形成模型预测，与观测到的种群相比，小星系（恒星质量< 10^{11} M_sun）形成得太早，自z ~ 3开始过于被动，并且在z=0时拥有太老的恒星星族。然后，我们预计在z > 4的小星系的过度生产，应该是可见的微弱莱曼破裂星系的过剩。为了检查是否存在这种过剩，我们使用MORGANA星系形成模型和GRASIL分光光度+辐射转移代码生成模拟目录的深场观测HST-ACS。我们加入观测噪声和莱曼α发射的影响，并进行颜色的颜色选择，以确定莱曼破裂星系。由此产生的模拟候选者具有与观察到的星系非常相似的合理属性。我们能够重现明亮的尾巴的亮度函数的莱曼break星系的演变（与最亮的i-辍学的数量可能低估），但尘埃吸收参数的不确定性和退化不允许给强有力的约束模型。此外，我们的模型显示了一个明显的过剩相对于观测的暗淡莱曼break星系，特别是z_{850} ~ 27 V-dropout在z ~ 5。我们量化这些“多余”星系的属性，并讨论其含义：这些星系托管在暗物质晕的圆速度超过100 km s^{-1}，和他们的抑制可能需要深刻的重新思考恒星反馈过程发生在星系形成。
2009-06-26 astro-ph.CO
Extended Lyman-alpha emission from cold accretion streams
我们研究了红移3处冷吸积流通过Lyman-alpha（Lya）发射的可观测性以及冷吸积作为Lya斑点（LABs）主要驱动者的可行性。我们运行宇宙学变焦模拟，重点是3个质量跨越两个数量级的晕，大约从10^11到10^13太阳质量。我们使用一个版本的拉美西斯代码，其中包括紫外光子的辐射转移，我们采用了一种改进策略，使我们能够解决吸积流在其自然环境中的一个前所未有的水平。这是第一次，我们自洽模型自屏蔽的冷流从宇宙学的紫外背景，这使我们能够预测它们的温度，电离状态和Lya光度提高精度。我们发现，在太阳质量约为10^11的晕中，冷流的引力加热效率在晕的大部分区域约为10-20%，但在靠近中心的地方会达到更高的值。因此，大部分的Lya光度来自气体，这些气体集中在晕半径的20%中心，导致Lya发射没有扩展。在质量大于10^12太阳质量的更大质量晕中，冷吸积是复杂的和不连续的，引力加热不是一个稳定的过程。忽略Lya散射，局部紫外增强和SNe反馈的因素，在这些巨大的晕中单独的冷吸积可以产生在形态，范围和光度方面与观测基本一致的LAB。我们的模拟稍微和系统地过度预测LAB丰度，也许暗示这些被忽略的因素的相互作用可能对范围和光度产生负面的净影响。我们预测，从目前的观测极限的灵敏度增加几个因素，应该明确地揭示连续免费吸积流周围的大质量星系z=3。
2012-03-07 astro-ph.CO
The critical dark matter halo mass for Population III star formation: dependence on Lyman-Werner radiation, baryon-dark matter streaming velocity, and redshift
第三星族恒星的临界暗物质晕质量（$M_{\rm crit}$）可以定义为典型的最小晕质量，它包含了第一颗恒星形成所需的足够冷的致密气体。Lyman-Werner（UV）辐射的存在，可以离解分子氢，以及重子-暗物质流动速度都通过增加$M_{\rm crit}$来延迟Pop III星的形成。在这项工作中，我们约束$M_{\rm crit}$作为莱曼-维尔纳通量（包括自屏蔽），重子-暗物质流，和红移的函数使用宇宙学模拟与大样本的晕，利用自适应网格细化（AMR）代码ENZO。我们提供了一个适合的$M_{\rm crit}$作为这些量的函数，我们希望是特别有用的早期星系形成的半解析模型。此外，我们发现：（i）在没有辐射或流的情况下，测得的$M_{\rm crit}$的红移依赖性是$(1+z)^{-1.58}$，与恒定维里温度一致;（ii）增加紫外背景会增加$M_{\rm crit}$，同时使红移依赖性变陡，直至$(1+z)^{-5.7}$ ;（iii）重子-暗物质流增强了$M_{\rm crit}$，但使对红移的依赖性变平;（iv）这两种效应的结合并不是简单的倍增。
2020-10-16 astro-ph.CO astro-ph.GA
Galactic outflows and the kinematics of damped Lyman alpha absorbers
阻尼莱曼α吸收体（DLAs）的运动学很难在分层星系形成模型中再现，特别是在宽星系占优势的情况下。我们调查DLA运动学在z=3使用高分辨率宇宙流体动力学模拟，包括一个启发式模型的星系外流。没有流出，我们的模拟无法产生足够宽的DLA，在以前的研究。流出，预测的DLA运动学更好地与观察一致。比较两个外流模型，我们发现，基于动量驱动的风缩放模型提供了最好的匹配所观察到的DLA运动统计的Prochaska & Wolfe。在这个模型中，DLA通常出现在距离星系几千秒差距的地方，这些星系可以在发射中识别出来。窄的DLAs可以产生于任何晕和星系质量，但宽的DLAs只产生于质量大于10^11 Mo的晕，无论是大的中心星系还是小的卫星星系。这意味着，这种外流模型的成功源于最有效地将气体从生活在较大晕中的小卫星星系中推出。相对于较小的光环，这增加了大光环的横截面，从而产生更广泛的运动学。我们的模拟不包括辐射转移的影响或详细的金属跟踪，和外流的模拟，但他们强烈建议，银河系外流是理解DLA运动学的核心。一个有趣的结果是，DLA运动学可能会限制从高Z星系的气体喷射的性质和效率。
2010-08-27 astro-ph.CO
Spatial Clustering of High Redshift Lyman Break Galaxies
我们提出了一个物理驱动的半解析模型来理解高红移LBG的集群。结果表明，在观测光度函数的约束下，模型参数可用于预测大尺度（θ> 80角秒）星系的偏差和角关联函数。这些预测显示出非常好地再现了观测结果。然后，我们采用这些模型参数计算晕占据分布（HOD）使用的条件质量函数。使用这种HOD的晕模型显示出在z=3-5和几个极限星等的大（θ>80”）和小（θ< 10”）角尺度下对所观察到的LBG聚类提供了相当好的拟合。然而，我们的模型低估了集群幅度在中间的角度尺度，准线性效应是重要的。在z=4的极限绝对星等为-20.5时，对观测到的星系团有贡献的晕的平均质量为6.2 x 10^{11} M_ \odot，而母晕中卫星星系的特征质量为1.2 \times 10^{12} M_ \odot。对于一个给定的阈值亮度，这些质量随着z的增加而减少，在任何给定的z，这些被发现增加阈值亮度的值。我们发现，大约40%的晕在最小质量M_{min}以上，可以容纳可探测的中央星系，大约5- 10%的晕也可能容纳可探测的卫星。这些卫星通常在母晕形成之前形成一个动态时间尺度。小角度尺度的集群是由于中央卫星对，是相当敏感的变化，恒星形成的时间在晕。目前的数据有利于恒星形成的晕持续几个动态的时间尺度。我们的模型还再现了与恒星形成相关的参数之间的不同已知趋势。
2012-11-29 astro-ph.CO
Nurturing Lyman Break Galaxies: Observed link between environment and spectroscopic features
本文研究了星等、颜色和Ly-alpha等效宽度（EW）对z~3 Lyman break星系（LBG）空间分布的影响，并报道了它们的自关联函数（ACF）的显著差异。这些结果是使用来自加拿大-法国-夏威夷望远镜遗产调查的约10，000 - 57，000个LBG样本获得的。我们发现，大小有一个更大的影响ACF振幅在小尺度（<~1 Mpc）和颜色是更大的影响在大尺度（>~1 Mpc）。我们发现LBG的ACF之间的最显着差异，主要净Ly-alpha EW的吸收（aLBG）和主要净Ly-alpha EW的发射（eLBG）确定从>~95%的纯样品的每个人口使用光度技术校准从~1000光谱。aLBG ACF单晕项在~1 Mpc附近偏离幂律拟合，对应于M_DM ~10^13 M_日晕的维里半径，并显示出较强的双晕项振幅。相比之下，eLBG ACF的单晕项在~0.12 Mpc处偏离，表明母晕的M_DM ~10^11 M_solar，而双晕项在中间尺度上显示出“驼峰”，我们将其定位于最暗、最蓝的成员。我们发现，“驼峰”可以很好地适应一个模型，其中一个显着的一部分eLBG驻留在壳上。自动和交叉关联函数表明，aLBG被发现在大规模的，组状晕和eLBG被发现主要是在组的郊区和在外地。Ly-alpha是几种固有LBG性质的示踪剂，包括形态，这意味着形态-密度关系背后的机制在z~3处就位，Ly-alpha EW可…
2013-05-02 astro-ph.CO
Diffuse Lyman Alpha Emitting Halos: A Generic Property of High Redshift Star Forming Galaxies
使用的样本92紫外线连续选择，光谱识别的星系<z>= 2.65，所有这些都已被成像在Ly-A线极深的窄带成像，我们研究星系Ly-A发射轮廓非常微弱的表面亮度限制。这些星系是具有代表性的光谱样本的LBG在类似的红移方面的视星等，紫外光度，推断消光，和恒星形成率，并选择不考虑Ly-a的发射特性。我们使用非常深的UV连续谱和Ly-a发射线图像来显示所有子样本都表现出至少10”（80物理kpc）半径的弥散Ly-a发射，包括光谱表现出Ly-a净吸收的星系。强度标度，但不是表面亮度分布，是强烈相关的发射中观察到的中央~1”。Ly-a线发射的特征尺度长度超过相同星系的紫外连续光的特征尺度长度至少5-10倍，而不管Ly-a的光谱形态如何。包括扩展的Ly-a晕使总Ly-a通量[和静止等效宽度W_0（Lya）]平均增加5倍。我们认为，大多数，如果不是全部，所观察到的Ly-a发射的弥漫晕起源于星系H II地区，并在我们的方向分散在星系的环银河系介质（CGM）的H I气体。我们发现，是否一个星系被归类为一个巨大的“莱曼-一个斑点”（LAB）敏感地依赖于Ly-a表面亮度阈值达到的观察。考虑到弥散Ly-a晕，如果勘测对低10倍的表面亮度阈值常规敏感，则所有LBG都将是LAB;而且，基本上所有LBG都符合LAE（W_0（Lya）> 20 A）。
2011-05-26 astro-ph.CO
Absorber Model: the Halo-like model for the Lyman-alpha forest
我们提出了一个半解析模型的莱曼- $α$森林的启发晕模型。该模型建立在森林吸收线分解的基础上。通量相关性被分解为每个吸收线（1-吸收体项）和单独的线（2-吸收体项）之间的那些，治疗线作为偏置示踪剂的底层物质波动。虽然光学深度和通量之间的非线性指数映射需要一个无限系列的时刻来计算任何统计，我们表明，这一系列可以恢复（截断在所需的线性物质密度）。我们专注于$z=2-3$视线功率谱。我们的模型发现，1-吸收项占主导地位的权力在所有尺度上，其大部分贡献来自HI列的$10^{14}-10^{15}\;\mathrm{cm^{-2}}$，而较小的2-吸收的贡献来自较低的列，跟踪超密度的几个。1-吸收体相关性的显著性表明，视线功率谱主要由线的数量密度和它们的吸收轮廓形成，线之间的相关性在较小程度上起作用。我们提出了直观的公式的有效光学深度以及大规模的限制1-吸收体和2-吸收体的条款，简化为积分的HI柱密度分布与不同的等效宽度的权重。最低限度的吸收系统的偏见和他们特有的速度加宽模型，我们的模型预测的密度偏差和速度梯度偏差的值是一致的模拟中发现的。
2018-04-08 astro-ph.CO
Submillimetre Detection of the z=2.83 Lyman-Break Galaxy, Westphal-MM8, and Implications for SCUBA2
我们目前的混乱有限的亚毫米（submm）的观测与SCUBA相机上的JCMT的z=2.83莱曼break星系（LBG），Westphal-MM 8，达到850微米的灵敏度，甚至大于实现在哈勃深场区域的SCUBA地图。Westphal-MM 8（S_{850um} = 1.98+-0.48mJy）的探测，以及文献中对透镜LBG的亚毫米探测，表明LBG群体可能对1- 2 mJy区域的亚毫米选定星系的源计数有重要贡献。此外，亚毫米发光的LBG是最近发现的z~2-2.5演化星系的一个可行的祖先人口。这些观测结果代表了SCUBA 2观测的重要基线，SCUBA 2将定期将天空的大区域映射到这个深度。
2009-03-12 astro-ph.CO
Keck Spectroscopy of Faint 3<z<7 Lyman Break Galaxies:- II. A High Fraction of Line Emitters at Redshift Six
由于莱曼-α光子被中性氢散射，遥远星系莱曼-α等效宽度分布的红移变化提供了一个有希望的探测星系际介质电离度的方法，因此宇宙再电离何时结束。这个简单的测试是复杂的事实，莱曼α发射也可以受到不断变化的天体物理细节的主机星系。在本系列的第一篇论文中，我们证明了在3 <z <6的范围内，在颜色选择的莱曼破裂星系（LBG）中观察到的莱曼α发射体的比例具有光度和红移依赖的趋势;低光度星系和高红移星系显示出强发射的可能性增加。在这里，我们提出的结果，从更深的12.5小时的曝光与Keck DEIMOS摄谱仪主要集中在z~6的LBG，使我们能够确认红移的依赖性更强大的线发射和更高的红移比迄今为止可能的。我们发现54 +/-11%的微弱z~6 LBG显示出强（W_0> 25 A）发射，比在z~4处观察到的类似样品增加了1.6倍。利用74个z~6长带隙的样品，我们确定了与亮度相关的Lyman-alpha等效宽度分布。假设这些趋势与哈勃WFC3/IR相机定位的z~7源的新种群的连续性，我们预测，除非中性部分在干预的2亿年内上升，否则使用莱曼α发射光谱确认的成功率应该很高。
2010-09-28 astro-ph.CO
A Stellar Feedback Origin for Neutral Hydrogen in High-Redshift Quasar-Mass Halos
观测结果表明，在z~2处的类星体宿主晕中，冷致密气体的覆盖率很高（在投影维里半径范围内，莱曼极限系统的覆盖率>~60%）。到目前为止，大多数模拟都未能解释这些大的观测覆盖分数。我们分析了一组新的15个模拟的大质量晕，这些晕具有来自FIRE项目的明确的恒星反馈，覆盖晕质量范围M_h~2x10^12-10^13 Msun，z=2。这将我们之前对高红移星系环星系介质的分析扩展到了更大质量的晕。活动星系核反馈不包括在这些模拟中。我们发现莱曼极限系统覆盖分数与类星体周围观察到的一致。大HI覆盖分数来自恒星形成驱动的星系风，包括来自低质量卫星星系与宇宙细丝相互作用的风。我们表明，这是必要的，以解决这些卫星星系和他们的风再现大莱曼极限系统覆盖类星体质量晕中观察到的分数。我们的模拟预测，星系占据暗物质晕的质量类似于类星体，但没有一个明亮的活动星系核应该有莱曼极限系统覆盖的分数类星体。
2016-05-11 astro-ph.CO astro-ph.GA
A Lyman Break Galaxy in the Epoch of Reionization from HST Grism Spectroscopy
我们目前观测到一个红移z=6.573的发光星系-第一个光谱确认来自PEARS调查（探测演化和再电离光谱）的无狭缝HST ACS棱镜光谱，其显示在restframe 1216 A波长处光谱中的戏剧性连续中断。第二次确认是通过Keck + DEIMOS完成的。地面光谱不能清楚地探测到连续谱，但高波长分辨率使莱曼α发射线轮廓得以确定。我们比较线轮廓复合线轮廓在红移z=4.5。莱曼α线剖面没有显示阻尼翼衰减的特征，证实星系际气体在红移z=6.57处被电离。在更高的红移处的莱曼断裂光谱将有可能使用红外敏感的grisms的超深观测，即使在莱曼α被中性IGM衰减得太厉害而无法使用传统的地面光谱检测的红移处。
2013-05-14 astro-ph.CO
Lyman Alpha Blobs as an Observational Signature of Cold Accretion Streams into Galaxies
最近对星系形成的流体动力学模拟揭示了冷（T ~ 1 e4 K）气体流流入质量为1 e12 -1e13.5 M_sun的红移z~1-3的暗物质晕中心。在本文中，我们表明，如果> 20%的气体的引力结合能被辐射掉，那么模拟的冷流是空间扩展的莱曼α（Lya）源，其亮度，Lya线宽和数密度与观测到的Lya斑点相当。此外，冷流的对流结构可以解释所观察到的大范围的Lya团块形态。由于最大质量的晕形成于稠密的环境中，Lya斑点与过密区域的关联自然出现。我们认为，Lya斑点-即使是那些明显与星暴星系或类星体-提供直接的观测支持星系的冷吸积模式。我们讨论各种可检验的预测，这种关联。
2009-10-15 astro-ph.CO
Effect of Dust on Lyman-alpha Photon Transfer in Optically Thick Halo
通过求解共振光子辐射转移的积分微分方程，研究了尘埃对光学厚介质中Lyα光子出射的影响.为了数值求解微分方程，我们使用加权基本无振荡方法（WENO）。虽然尘埃对辐射传输的影响是众所周知的，但Lyα光子的共振散射使问题变得不平凡。例如，如果介质的灰尘吸收和散射的光学深度为τa>>1，τ>>1，并且τ>>τa，则随机游走场景中的有效吸收光学深度将等于\surd τa（τa+τ）。然而，我们表明，对于频率为ν0的共振散射，有效吸收光学深度将甚至大于τ（ν0）。如果尘埃散射和吸收的截面与频率无关，则共振散射给出的频率剖面的双峰结构基本上与尘埃无关。也就是说，灰尘既不会导致双峰轮廓的宽度变窄也不会导致双峰轮廓的宽度变宽。另一个结果是，光学厚晕中Lyα光子传输的时间尺度也基本上与尘埃散射无关，即使散射是各向异性的。这是因为这些时间尺度主要由频率空间中的传输确定，而当散射的截面与波长无关时，各向同性或各向异性的灰尘散射不会影响频率空间中的传输行为。这一结果不支持尘埃将导致光学厚晕Lyα光子源亮度分布平滑化的推测。
2011-07-09 astro-ph.CO
Simulating realistic Lyman-$α$ emitting galaxies including the effect of radiative transfer
Missouri University of Science and Technology（密苏里科技大学）；Kavli Institute for the Physics and Mathematics of the Universe (Kavli IPMU, WPI), University of Tokyo（东京大学宇宙物质研究科 Kavli 宇宙物理数学研究所 (Kavli IPMU, WPI)）；Astronomisches Rechen-Institut, Zentrum für Astronomie, Universität Heidelberg（海德堡大学天文学计算研究所，天文中心）；Max-Planck-Institut für Astrophysik（马克斯·普朗克天体物理学研究所）；Institut für Theoretische Astrophysik, Universität Heidelberg（海德堡大学理论天体物理研究所）
本文提出了一种模拟红移2-3的Lyman-α发射星系的模型，结合经验性模型与辐射传输方法，校准参数以重现观测数据，并提供高保真合成目录。
2025-11-26 astro-ph.CO astro-ph.GA
Abundant Heavy Black Hole Seeds from Moderate Lyman-Werner Radiation
University of Toledo（托莱多大学）；Columbia University（哥伦比亚大学）；Flatiron Institute（平顿研究所）；Georg-August-Universität Göttingen（哥廷根大学）
研究高红移类星体对应的重黑洞种子形成机制，通过65套宇宙学模拟提出估算第三星族星质量的方法，发现中等莱曼-沃纳背景下重黑洞种子形成环境更普遍。
2026-08-17 astro-ph.CO astro-ph.GA
Line Transfer through Clumpy, Large-Scale Outflows: Lyman Alpha Absorption and Halos around Starforming Galaxies
我们提出了约束辐射转移计算莱曼α（Lya）光子传播通过cluerous，尘埃，大规模的外流，并探讨我们是否可以定量地解释Lya晕，已观察到周围莱曼打破星系。我们构建了大规模外流的现象学模型，其中包括冷团块的压力平衡与等速热风。首先，我们考虑模型中的冷团块对称分布在星系周围，并在其中的团块进行连续的加速在其“环银河”介质（CGM）。我们约束冷团的属性（半径，速度，HI柱密度和数密度）通过匹配观测到的Lya吸收强度的CGM背景星系的光谱。然后，我们插入一个Lya源在这个clusional流出，其中包括1 e5 - 1 e6块的中心，并计算散射Lya光子的可观察的属性。在这些模型中，散射的辐射形成的光晕比观察到的要集中得多。为了同时再现所观察到的Lya吸收线强度和Lya晕，我们需要-最好是双极-流出，其中团块在其初始加速后减速。这种减速是预测自然在'动量驱动'风模型cloudflows。在同时拟合吸收谱线和发射谱线数据的模型中，在表面亮度等值线S= 1 e-18 erg/s/cm^2/arcsec^2时，预测的线性偏振度约为30-40%。我们的工作清楚地表明，恒星形成星系周围的Lya发射线晕提供了宝贵的约束冷气分布和运动学在环星系介质，这些约束补充了那些从吸收线研究单独获得。
2012-04-26 astro-ph.CO astro-ph.GA
Intensity mapping of Loeb-Rybicki haloes from scattering of galactic Lyman-$α$ emission by the diffuse intergalactic medium before reionization
Université de Genève（日内瓦大学）；The Green Concept - Institute for Carbon Assessments and Restoration Ecology（绿色概念-碳评估与恢复生态研究所）；Harvard University（哈佛大学）
利用JWST数据预测z~9-16星系Ly-α光度演化，计算Loeb-Rybicki晕的功率谱，发现SPHEREx和CDIM等实验可统计探测其强度映射信号，并与21-cm发射互相关可显著探测至z~13。
2026-06-12 astro-ph.CO astro-ph.GA
The Galaxy--Halo Connection in High-Redshift Universe: Details and Evolution of Stellar-to-Halo Mass Ratios of Lyman Break Galaxies on CFHTLS Deep Fields
我们提出的莱曼break星系（LBG）在$z\sim3$，$4$，$5$使用加拿大-法国-夏威夷望远镜遗产调查（CFHTLS）的最终数据发布的聚类分析结果。CFHTLS深度调查的深视场和宽视场图像使我们能够获得足够精确的两点角相关函数，以应用晕占据分布分析。平均晕质量，计算为$\langle M_{h} \rangle=10^{11.7}-10^{12.8}h^{-1}M_{\odot}$，随着LBG的恒星质量极限而增加。有一个中心星系的阈值晕质量遵循与低$z$结果相同的增加趋势，而在整个恒星质量范围内，有一个卫星星系的阈值晕质量在$z=3-5$比$z=0.5-1.5$显示出更高的值。脱落星系的卫星部分，即使在质量较小的晕，发现急剧下降，从$z=2$到小于$0.04$在$z=3-5$。这些结果表明，卫星星系的形成效率较低的黑暗晕在$z=3-5$，即使是质量较小的卫星与$M_{\star}<10^{10}M_{\odot}$。我们计算恒星晕质量比（SHMR）假设一个主要的星系序列，这被发现提供一致的SHMR与那些来自光谱能量分布拟合方法。观测到的SHMR与基于$1σ$置信区间内的丰度匹配方法的模型预测吻合良好。我们首次从观测上导出了恒星形成效率最高点的晕质量$M_{\rm h}^{\rm pivot}$，它在$3<z<5$处随宇宙时间的增加有一个小的增加趋势。此外，发现$M_{\rm…
2017-04-05 astro-ph.CO astro-ph.GA
The cosmic web in Lyman-alpha emission
本文开发了一个全面的Lyman-alpha发射理论模型，通过后处理TNG50模拟并采用蒙特卡洛辐射转移方法，发现z=2宇宙网细丝的光子源自星系内部，并预测其观测丰度及现代光谱仪的探测可行性。
2022-12-16 astro-ph.CO astro-ph.GA
The clustering and halo occupation distribution of Lyman-break galaxies at $z\sim4$
我们研究了在$z\sim4$上的Lyman break星系（LBG）的成团。使用层次星系形成模型GALFORM，我们预测，第一次使用半解析模型与活动星系核（AGN）的反馈，角关联函数（ACF）的LBG和发现协议内$3\,σ$与新的测量ACF的调查，包括哈勃极深场（XDF）和CANDELS领域。我们的模拟证实了使用独立模型得出的结论，即虽然预测的ACF再现了随光度增加的聚类趋势，但依赖性不如观察到的那么强。我们发现，在$z\sim 4$的XDF场中心LBG的检测限主要驻留在质量$\sim 10^{11}-10^{12}h^{-1}M_{\rm \odot}$的晕和卫星驻留在更大的质量$\sim 10^{12}-10^{13}h^{-1}M_{\rm \odot}$的晕。该模型预测在$z\sim4$的明亮的卫星LBG比推断出的ACF在小尺度上的测量。通过分析模型预测的晕占据分布（HOD），我们发现活动星系核反馈影响大质量晕中中心LBG的HOD的证据。这是一个新的高红移测试这一重要的反馈机制。我们调查测光误差的影响，在ACF预测的意见。我们发现，在星系光度的观测不确定性降低了集群的振幅，这种效果增加对微弱的星系，特别是在小尺度上。为了将模型的性质与观测到的LBG进行比较，必须考虑这种不确定性。
2016-06-08 astro-ph.CO astro-ph.GA
From dark matter halos to pre-stellar cores: High resolution follow-up of cosmological Lyman-Werner simulations
氢分子使原始气体冷却，促进其坍缩成原始晕内的第三星族恒星。来自这些恒星的莱曼-维尔纳（LW）辐射可以逃离晕，并通过破坏其他晕中的H $_2$来延迟恒星的形成。由于宇宙学模拟表明，增加背景LW场强度增加了恒星形成所需的平均晕质量，我们对选定的晕进行了后续模拟，以研究这对人口III IMF的连锁效应。我们遵循5晕的$J_{21}$ = 0，0.01和0.1 LW的场强，解决前恒星的核心密度$10^{-6}$ g cm $^{-3}$（10 $^{18}$ cm $^{-3}$）之前，插入汇粒子和以下的碎裂行为数百年进一步。我们发现，吸积到水槽的模拟结束时的质量是成比例的质量内的$\sim 10^{-2}$ pc分子的核心，这是不相关的初始质量的晕。因此，对于质量超过褐矮星极限的IMF显示出对LW强度的依赖性很小，尽管它们确实显示出形成的低质量团块数量的变化。由于这里测试的背景LW场强范围涵盖了文献中最有可能的值，我们得出结论，所谓的Pop III.2恒星的IMF与Pop III.1恒星的初始种群没有显着差异。因此，原始的IMF很可能在下一代星族II恒星形成之前保持不变。
2023-01-19 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.SR
Connecting Faint End Slopes of the Lyman-$α$ emitter and Lyman-break Galaxy Luminosity Functions
我们使用Dijkstra & Wyithe（2012）的唯象模型预测了位于$z=3-6$的Ly $α$选择星系（Ly $α$发射体或LAEs）的Lyman- $α$（Ly $α$）光度函数（LF）。该模型结合观测到的Lyman break星系（LBG，或脱落星系）的UV-LF，限制其分布的Ly $α$线强度作为一个功能的UV光度和红移。我们的分析表明，虽然Ly $α$ LF的LAES一般不是Schechter函数，这些提供了一个很好的描述超过亮度范围的$\log_{10}( L_α/{\rm erg}\,{\rm s}^{-1})=41-44$。受此结果的启发，我们预测Schechter函数参数在$z=3-6$。我们的分析进一步表明：（i）Ly $α$ LF的暗端斜率比Lyman-break星系的UV-LF的暗端斜率更陡（在$z\gtrsim 4$处有一个中值$α_{Lyα} < -2.0$），（ii）在Ly $α$光度下LAEs的Ly $α$ LF的翻转$10^{40}$ erg s $^{-1}<L_α\lesssim 10^{41}$ erg s $^{-1}$可能标志着在$-12>M_{\rm UV}>-14$处Lyman-break星系的UV-LF变平。我们讨论了这些结果的影响-这可以直接测试与即将到来的调查-为时代的再电离。
2015-01-30 astro-ph.CO astro-ph.GA
Lyman-alpha opacities at z=4-6 require low mass, radiatively-suppressed galaxies to drive cosmic reionization
高红移的莱曼-α森林，特别是冈恩-彼得森槽，是再电离时代（EoR）发生的中性到电离的星系间介质（IGM）转变的最明确的标志。最近的研究，例如Kulkarni等人（2019 a）和Keating等人（2019），表明在重叠后再现观测到的莱曼α不透明度需要宇宙发射率的非单调演变：上升，在z=6时达到峰值，然后向前降低到z=4。考虑到星系的形成和宇宙恒星的形成率在这些时期仍然在不断上升，这样的演化是令人困惑的。在这里，我们使用新的RAMSES-CUDATON模拟表明，这样的峰值演化可能会自然发生在一个完全耦合的辐射流体动力学框架。在我们的基准运行中，z>6处的宇宙发射率主要由低质量（M $_{\rm DM}<2.10^9$ M $_{\odot}$）、高逃逸分数晕群控制，驱动再电离，直至重叠。接近z=6时，由于电离UV背景的上升，该群体被辐射抑制，并且其发射率下降。在此期间，高质量的晕人口建立和它的发射率上升，但不够快，以补偿低质量晕的调光，因为低逃逸分数。因此，这两个群体的电离发射率的组合自然导致宇宙发射率的上升和下降，从z=12到z=4，在z=6处达到峰值。另一种运行的特点是高质量晕的逃逸分数较高，随后在低质量下抑制，导致电离速率过冲，IGM过度电离，因此莱曼α不透明度过低。
2021-09-01 astro-ph.CO astro-ph.GA
