沿类星体视线的吸收仍然是在大部分星系际介质(IGM)中HeII再电离的最敏感的直接措施之一。直到最近,只有不到六个适合于HeII Gunn-Peterson测试的未被遮蔽的类星体视线被发现;虽然这些少数人表现出很大的希望,但小样本量限制了宇宙学推断的信心。我们最近又增加了9个这样的干净的HeII类星体,利用SDSS类星体样本,GALEX的宽带紫外成像和HST的高产紫外光谱确认。在这里,我们通过将SDSS DR 7和GALEX GR 4 +5交叉关联到目录428个SDSS和165个z>2.78的其他类星体来显着扩展这种方法,这些类星体可能(~70%)有GALEX检测,这表明它们在远紫外线下是明亮的。侦察HST周期16补充棱镜数据为29个这些新的类星体GALEX匹配光谱确认17确实远紫外明亮。这些确认中至少有10个具有清晰的视线,一直到HeII莱曼α,大大增加了已知的干净HeII类星体的数量,并重申了我们的选择技术的数量级提高了效率。将这个项目和我们过去的项目的确认结合起来,产生了二十多个HeII类星体,使样本增加了五倍。这些提供了实质性的进展,朝向样本的HeII类星体的视线足够大,并跨越足够的红移范围,使统计IGM研究,可能会避免个别对象的特殊性和视线的变化。我们扩展的数百个高可能性远紫外亮类星体的目录也将有助于理解类星体本身的极端紫外特性。
英文摘要:
Absorption along quasar sightlines remains among the most sensitive direct measures of HeII reionization in much of the intergalactic medium (IGM). Until recently, fewer than a half-dozen unobscured quasar sightlines suitable for the HeII Gunn-Peterson test were known; although these handful demonstrated great promise, the small sample size limited confidence in cosmological inferences. We have recently added nine more such clean HeII quasars, exploiting SDSS quasar samples, broadband UV imaging from GALEX, and high-yield UV spectroscopic confirmations from HST. Here we markedly expand this approach by cross-correlating SDSS DR7 and GALEX GR4+5 to catalog 428 SDSS and 165 other quasars with z>2.78 having likely (~70%) GALEX detections, suggesting they are bright into the far-UV. Reconnaissance HST Cycle 16 Supplemental prism data for 29 of these new quasar-GALEX matches spectroscopically confirm 17 as indeed far-UV bright. At least 10 of these confirmations have clean sightlines all the way down to HeII Lyman-alpha, substantially expanding the number of known clean HeII quasars, and reaffirming the order of magnitude enhanced efficiency of our selection technique. Combined confirmations from this and our past programs yield more than twenty HeII quasars, quintupling the sample. These provide substantial progress toward a sample of HeII quasar sightlines large enough, and spanning a sufficient redshift range, to enable statistical IGM studies that may avoid individual object peculiarity and sightline variance. Our expanded catalog of hundreds of high-likelihood far-UV-bright QSOs additionally will be useful for understanding the extreme-UV properties of the quasars themselves.
GALEX far-UV color selection of UV-bright high-redshift quasars
我们研究了GALEX探测到的z>2.7类星体的小种群,它们的远紫外辐射不会被HI莱曼极限系统所熄灭。这些类星体对于探测沿其视线的星系间HeII吸收具有特别重要的意义。我们将已验证的z>2.7类星体与GALEX GR 4源目录相关联,得到304个S/N>3的源。然而,其中约50%仅在GALEX NUV波段检测到,这表明低红移莱曼极限系统截断了FUV通量。我们利用GALEX UV颜色挑选最有希望的目标进行后续研究,蓝色(红色)GALEX颜色表示透明(不透明)视线。蒙特卡罗模拟表明,在z<3.5时,FUV-NUV<1的类星体的HeII探测率约为60%,比不包括颜色信息的GALEX搜索增加了约50%。我们认为在S/N>3时探测到的52个类星体是最有希望进行HST后续观测的,如果我们考虑在FUV中探测到S/N>2,则还有114个类星体。SDSS只提供了SDSS和GALEX应该探测到的NUV亮类星体的一半。我们修正了SDSS类星体选择函数,发现SDSS系统地错过了在3<z<3.5处具有蓝色u-g<2颜色的类星体,这是由于与颜色空间中的恒星轨迹重叠。我们的颜色相关的SDSS选择函数自然地解释了具有红移的SDSS类星体的不均匀u-g颜色分布以及颜色选择和射电选择的SDSS类星体之间的颜色差异。此外,它产生了很好的协议之间的观测和预测的紫外亮SDSS类星体的数量。我们证实了我们以前的主张,SDSS优…
The End of Helium Reionization at z~2.7 Inferred from Cosmic Variance in HST/COS HeII Lyman Alpha Absorption Spectra
本文报道了在两个z~3类星体的HST/COS光谱中探测到的强烈变化的星系际HeII吸收。从我们对这些和三个档案视线中的HeII吸收的均匀分析中,我们发现平均HeII有效光学深度从z~2.3处的τ ~1显著增加到z~3.2处的τ>5,但在2.7< z <3处的2<τ <5的大散射在~10 Mpc的尺度上。这种分散主要是由于HeII部分和HeII电离背景的波动,而不是密度变化,探测的同时代HI森林。HeII吸收的半解析模型需要HeII电离背景的强烈降低来解释在z>2.7时吸收的强烈增加,这可能表明HeII再电离在z>2.7时是不完全的。同样,最近的三维数值模拟的HeII再电离定性地同意观察到的趋势,只有当HeII再电离完成在z=2.7或甚至更低,如我们的五个视线中的两个在z<2.8的大tau>3所示。通过在2.7< z <3时将样本大小加倍,我们新发现的HeII视线首次探测了氦完全电离时第二次再电离时期的多样性。