Probing nuclear activity versus star formation at z~0.8 using near-infrared multi-object spectroscopy
我们目前的近红外（NIR）光谱观测的28个X射线和中红外选定的来源在一个中位红移z~0.8的扩展Groth带（EGS）。迄今为止，这是最大的汇编近红外光谱的活动星系核（AGN）在这个红移。这些数据是使用4.2米威廉赫歇尔望远镜（WHT）的长缝中分辨率红外光谱仪（LIRIS）的多目标光谱模式获得的。这些星系代表了在以前的工作中研究的较大样本，由超过一百个X射线选择源与中红外对应物组成，根据其光谱能量分布（SED）的形状，这些X射线源被分类为活动星系核主导或宿主星系主导。在这里，我们提出了新的近红外光谱的13个和15个源的每一类分别。我们检测到的H α线在> 1.5西格玛以上的连续的大多数星系。使用衰减校正的H α光度和观测到的Spitzer/MIPS 24微米通量，并在减去使用AGN经验相关和多频SED拟合估计的AGN分量后，我们得到的平均恒星形成率（SFR）分别为7+/-7和20+/-50 Msun/yr（SFR中位数分别为7和5 Msun/yr）。这些值低于文献中报道的恒星质量和红移（M* ~ 10^11 M太阳和z~1）相似的非活动恒星形成星系的不同样本的SFR。尽管这里研究的样品的尺寸很小，以及影响活动星系核校正的SFR的不确定性，我们推测活动星系核淬灭z~0.8星系中恒星形成的可能性。或者，我们可能会看到恒星形成和活动星系核活动之间的延迟，就像在本地宇宙中观察到的那样。
2012-12-12 astro-ph.CO
Foreground and sensitivity analysis for broad band (2D) 21cm--Ly-alpha and 21cm--H-alpha correlation experiments probing the Epoch of Reionization
探测到21厘米与再电离时期（EOR）的Ly-alpha或H-alpha之间的预测关系将是对第一个星系的有力探测。虽然3D强度图在低k_ \parallel模式下隔离前景，但红外测量还不能与无线电强度图实验的视场和红移分辨率相匹配。相反，2D（即，宽带）红外强度图可以用当前的实验来测量，并且受到前景而不是光子或热噪声的限制。我们发现，二维实验可以测量k<0.2 Mpc^-1时的大部分三维涨落功率，同时保持其相关性。然而，我们发现前景带来了两个挑战：（1）简单的几何效应产生射电和红外通量之间的相关性，即使它们的光度是不相关的;（2）射电和红外前景残差贡献样本方差噪声的交叉频谱。第一个挑战需要更好的前景掩蔽和减法，而第二个挑战需要大视场来平均不相关的无线电和红外功率。利用默奇森宽场天线阵的射电观测和小行星陆地撞击最后警报系统的近红外观测，我们将z \sim 7处21 cm-Ly-alpha交叉功率谱的剩余前景上限设定为Δ^2<181 kJy/sr * mK（95\%），\ell \sim 800。我们预测了未来实验中前景相关性和样本方差噪声的水平，表明更高分辨率的调查，如LOFAR，SKA-LOW和暗能量调查可以开始探测21 cm-LyαEOR交叉光谱的模型。
2017-11-02 astro-ph.CO
Probing the cross-power of unresolved cosmic infrared and X-ray backgrounds with upcoming space missions
在斯皮策深源数据中发现的扣除源的宇宙红外背景（CIB）波动不能用已知的星系群来解释，并且与未解决的宇宙X射线背景（CXB）具有很强的相干性。这表明减去源的CIB包含来自显著丰富的吸积黑洞（BH）的排放。我们证明，理论上这样的人口将有角功率谱，这在很大程度上是独立的时代所占据的这些来源，只要他们是在z>~ 4，提供了一个重要的测试的起源新的人口。使用目前的测量，我们重建了基础的软X射线CXB从新的来源，并表明其波动，而符合高Z的起源，有一个幅度，不能达到直接测量与可预见的X射线空间任务。这就需要将作者开发的方法应用于未来的IR和X射线数据集，这些数据集必须覆盖大面积的天空，以便以高精度测量信号。欧空局Euclid任务中的LIBRAE项目将在三个近红外波段探测约1/2天空中的减去源的CIB，然后可以从覆盖相同天空区域的同时eROSITA任务测量其与未分辨CXB的交叉功率。我们讨论了这种测量所需的方法，并评估其预计的S/N，以显示这种实验配置的独特潜力，以准确地探测新的BH源的CXB，并帮助确定其时代。
2018-12-25 astro-ph.CO
Probing the Universe's Tilt with the Cosmic Infrared Background Dipole
对观测到的宇宙微波背景（CMB）偶极子的传统解释是，它都是由局域奇异运动产生的。要求偶极部分是原始的替代解释得到了大规模整体流测量的支持。对这两个假设的检验是，在最后一次散射之后由坍缩结构产生的其他宇宙偶极子是否与CMB偶极子重合。一种背景是宇宙红外背景（CIB），其绝对光谱由COBE卫星测量到约30%。在100 ~ 500 μm波长范围内，它的光谱能量分布可以提供它与CMB对准的探针。这是测试与COBE FIRAS数据集，可用于这样的测量，因为它的低噪声和频率分辨率重要的银河减法。虽然FIRAS仪器的噪音在原则上足够低，以确定CIB偶极子，银河前景是足够接近的光谱保持CIB偶极子隐藏。用DIRBE进行类似的分析，由于有限的频率覆盖范围，DIRBE提供了较差的数据集。我们讨论了测量CIB偶极子与未来的仪器探测倾斜的策略，并将其应用到普朗克，赫歇尔和建议的Pixie任务。我们证明，未来的FIRAS类仪器与仪器噪声的一个因素的~10低于FIRAS将作出统计上显着的测量CIB偶极子。我们发现，普朗克和赫歇尔数据集将不允许一个强大的CIB偶极子测量。Pixie仪器承诺确定CIB偶极及其与CMB偶极或偶极星系加速度矢量的对齐。
2011-06-02 astro-ph.CO
Probing reionization with the cross power spectrum of 21 cm and near-infrared radiation backgrounds
高红移星系际介质的21 cm辐射与高红移星系的近红外背景光之间的互相关有望成为宇宙再电离的有力探测器。本文研究了再电离阶段的互功率谱。我们采用改进的晕方法导出了密度场的分布，并考虑了恒星形成模型中的两种恒星星族：无金属星和贫金属星。再电离的历史进一步产生一致的电子散射光学深度从宇宙微波背景测量。然后通过收集第一个亮星系中恒星的辐射来估计近红外背景的强度。在大尺度上，我们发现在再电离的早期阶段，21厘米和近红外辐射背景是正相关的。然而，这两个辐射背景迅速成为反相关的再电离进行。当电离氢的平均分数为$\bar{x}_{i}\sim0.9$时，在$\ell\sim1000$处达到的互功率谱的最大绝对值为$|Δ^2_{\rm{21,NIR}}|\sim10^{-4}$ mK nW $\rm{m}^{-2}$ $\rm{sr}^{-1}$。我们发现，SKA可以测量21厘米近红外交叉功率谱与温和的扩展现有的CIBER调查，提供的集成时间独立地加起来为1000和1小时的21厘米和近红外观测，和天空覆盖CIBER调查的分数从$4\times10^{-4}$扩展到0.1。测量作为红移函数的互相关信号提供了关于再电离的有价值的信息，并有助于确认“丢失”的近红外背景的来源。
2014-07-17 astro-ph.CO
Probing the rest-frame of the Universe with near-IR cosmic infrared background
虽然宇宙微波背景（CMB）偶极子在很大程度上被假定完全是运动学的，但似乎有证据表明它的一部分是原始的。这种可能性出现在暗示倾斜的模型中，被解释为穿过可观测宇宙的暗流。整个宇宙微波背景辐射偶极子的运动学性质可以用最后一次散射后星系宇宙背景的偶极子来探测。近红外宇宙红外背景（CIB）光谱能量分布导致放大的偶极子相比，CMB。CIB偶极是受星系团，减少与暗淡，更遥远的星系，和太阳系的排放和银河系的尘埃，占主导地位的净CIB宇宙学偶极在光学/近红外。我们提出了一种技术，使运动学近红外CIB偶极的准确测量。CIB，实际上是综合星系光，将在即将进行的涵盖0.9至2.5微米四个波段的空间大范围巡天中从已分辨的星系中重建。这些星系将从确定的星等范围中进行子选择，其中星系团的偶极分量低于预期的运动学偶极。利用这种技术，可以在统计信噪比S/N>50- 100的每个波段中测量偶极子，并利用即将进行的欧几里德和罗马巡天，分离CMB偶极子的运动学性质。
2022-06-01 astro-ph.CO gr-qc
Reconstructing emission from pre-reionization sources with cosmic infrared background fluctuation measurements by the JWST
我们提出了一种新的方法，利用宇宙红外背景（CIB）波动探测源在10<z<30从JWST/NIRCam配置，将隔离已知星系28 AB等在0.5- 5微米。目前，在斯皮策和Akari的数据中，在2- 5微米处已经确定了显著的相互一致的源扣除CIB波动，但是我们在最近的CIBER数据中证明了在较短波长处的内部不一致。我们评估CIB的贡献，从剩余的星系，并表明，大部分的高Z源将在近红外相机光束的混乱噪声，需要CIB的研究。精确测量的角度谱的波动和探测的依赖性，其集群组件上的剩余散粒噪声功率将区分各种目前提出的模型，其起源和探测其源的通量分布。我们发现，CIB波动的贡献，从其余星系是大的，在可见光波长为目前的仪器排除探测假定的莱曼break的CIB波动。我们证明，与建议的JWST配置，这样的测量将使探测莱曼打破。我们开发了一种莱曼破裂层析成像方法，使用NIRCam波长覆盖，通过相邻的两个波段相减，识别或约束宇宙走出“黑暗时代”时超过10<z<30的发射历史。我们将所提出的层析成像应用于当前3.6和4.5微米处的Spitzer/IRAC测量，发现它已经导致在z>30处的发射的有趣的低上限。
2015-03-18 astro-ph.CO
Probing the Interstellar Medium of z~1 Ultra-luminous Infrared Galaxies through Interferometric Observations of CO and Spitzer Mid-infrared Spectroscopy
我们探讨了气体，尘埃和恒星形成之间的关系，在一个样本的12个超亮红外星系（ULIRGs）在高红移相比，类似的样本的本地星系。我们提出了新的CO观测和/或斯皮策中红外光谱为6 - 70微米选定的星系在z~1，以量化的分子气体库的性质，活动星系核（AGN）的贡献，中红外光度和恒星形成效率（SFE=LIR/L 'CO）。中红外光谱显示出强的多环芳烃（PAH）发射，我们的光谱分解表明活动星系核对中红外光度的贡献很小（<25%）。70微米选定的ULIRGs，我们发现光谱的密切对，观察到有高的SFE，类似于本地ULIRGs和高红移亚毫米星系，符合增强的红外光度由于正在进行的重大合并。结合已有的本地和高红移ULIRGs的观测，我们进一步比较PAH，IR和CO的光度。我们发现，LPAH6.2/LIR的比例随着本地和高红移星系的红外光度的增加而降低，但高红移星系的趋势被转移到更高的红外光度;在给定的LIR的平均LPAH6.2/LIR的比例是高红移的3倍。当我们用分子气体标准化时，我们发现这种趋势在所有红移的星系中是一致的，并且分子气体与PAH尘埃排放相关。在其他研究中[CII]与分子气体比率中看到的类似趋势表明，PAH排放，像[CII]一样，即使在高红移下仍然是光解区域的良好示踪剂。CO、PAH和远红外精细结构谱线的共同作用将有助于高红移星系中星际介质的研究。
2013-06-25 astro-ph.CO astro-ph.GA
Probing the near infrared stellar population of Seyfert galaxies
利用IRTF SpeX近红外光谱（0.8-2.4 μ m）研究了9个Sy 1和15个Sy 2星系的恒星星族（SP）、活动星系核（AGN）、无特征连续体（FC）和热尘埃的性质。星光代码和热尘埃作为额外的基本元素都是第一次在这个光谱范围内使用。我们发现了等效宽度（W）Si I 1.59微米x Mg I 1.58微米之间相关性的证据，这两种活性相同。部分W{Na I 2.21微米}和W {CO 2.3微米}强度可能与星系倾角有关。我们的综合结果显示了Sy 1和Sy 2星系之间的显著差异：约90%的Sy 1星系需要热尘成分来拟合K波段光谱，而Sy 2星系只有约25%需要热尘成分，约50%的Sy 2星系需要$FC$成分的贡献> 20%，而Sy 1中这一比例增加到60%;此外，在Sy 2的50%中，FC和年轻成分的组合贡献超过20%，而在Sy 1的90%中，这表明中心区域最近有恒星形成。我们星系样本的中央几百秒差距包含相当大一部分的中间年龄SP，其平均金属丰度接近太阳。我们的SP合成证实，1.1微米CN带可用作中间年龄SP的示踪剂。SP，FC和热尘埃成分的同时拟合增加了约150%的活动星系核的数量与热尘埃检测和质量估计。与通常严重衰减的光学范围相反，近红外光谱是研究Sy 1星系恒星星族的一个很好的窗口。我们的方法开辟了一个新的途径来调查和量化的三个最重要的近红外连续分量观测活动星系核的个人贡献…
2009-09-18 astro-ph.CO
Probing the inner structure of distant AGNs with gravitational lensing
微透镜技术是研究远距离活动星系核中连续谱和宽谱线发射区的有力手段。在简要描述了方法和所需数据后，我们介绍了这项技术的最新应用。我们表明，微透镜允许一个测量的温度分布的吸积盘，估计的大小和研究的几何形状的区域发射宽的发射线。
2013-02-12 astro-ph.CO astro-ph.HE
Probing Cosmic Dawn with Emission Lines: Predicting Infrared and Nebular Line Emission for ALMA and JWST
红外线和星云谱线提供了我们对调节高红移星际介质性质的物理学最好的探测。然而，直接从发射线解释高红移星系的物理条件仍然是复杂的，由于温度，密度，金属丰度，电离参数和光谱硬度的不均匀性。我们提出了一套新的宇宙学，辐射流体动力学模拟，每一个集中在一个大规模的莱曼break星系，解决了这样的属性在一个不均匀的ISM。许多模拟系统表现出瞬态的，但定义良好的气体盘，出现在[CII]~158.6 $μ$ m的排放速度梯度。[CII]~158.6 $μ$ m和[OIII]~88.33 $μ$ m之间的空间和光谱偏移是常见的，但不是普遍存在的，因为每条线探测ISM的不同相位。这些系统落在局部[CII]-SFR关系上，与质疑先前观察到的[CII]~158.6 $μ$ m缺陷的新观察结果一致。我们的星系与观测到的$z\sim2-3$星系的星云线特性是一致的，并且与本地星系相比，由于更高的恒星形成率（SFR），激发和特定的SFR，以及更硬的光谱，年轻的贫金属双星在BPT和质量激发图上再现偏移。我们预测，H $α$和[OII]~3727 $Å$光度以及星系SFR之间的局部定标关系适用于$z>10$，某些强线诊断（R23和[OIII]~5007 $Å$ /H $β$）与星系金属丰度之间的局部关系也适用于$z>10$。我们的新模拟非常适合解释当前（ALMA和HST）和即将到来的设施（JWST和ngVLA）的线发…
2019-06-13 astro-ph.CO astro-ph.GA
Detection of PAH and Far-Infrared Emission from the Cosmic Eye: Probing the Dust and Star Formation of Lyman Break Galaxies
我们报告的宇宙之眼，一个强透镜，L*_UV莱曼Break星系（LBG）在z=3.074斯皮策红外研究的结果。我们获得了斯皮策IRS光谱以及MIPS 24和70微米测光。眼睛在24和70微米处都被探测到，并且当包括3.5 mm处的通量极限时，我们估计红外光度为L_IR = 8.3（+4.7-4.4）x10^11 L_sun（假设放大率为28+-3）。这个L_IR是八倍低于假设Calzetti红化定律从静止帧UV属性预测。这也在其他年轻的LBG中观察到，并表明这些星系中的尘埃红化规律可能更陡峭。中红外光谱在6.2和7.7微米处显示出强烈的PAH发射，其等效宽度接近在任何红移的恒星形成星系中观察到的最大值。L_PAH与L_IR的比值与在局部星暴中测得的关系接近。因此，L_PAH或L_MIR可以用来估计LBG的L_IR，从而估计恒星形成率，其在较长波长的通量通常低于当前的混淆极限。我们还报告了3.3微米PAH发射功能的最高红移检测。PAH的比值L_6.2/L_3.3=5.1 ± 2.7，以及PAH与L_IR的比值L_3.3/L_IR = 8.5 ± 4.7 x10^-4，都与局部星爆和ULIRG的测量结果一致，这表明这条线可以作为詹姆斯·韦伯太空望远镜在z > 3时L_PAH或L_IR的良好替代。
2009-04-10 astro-ph.CO astro-ph.GA
Probing Early Super-massive Black Hole Growth and Quasar Evolution with Near-infrared Spectroscopy of 37 Reionization-era Quasars at 6.3 < z <= 7.64
本文报道了在$6.3< z\le7.64$红移范围内的37个类星体的近红外光谱观测结果，其中包括32个在$z>6.5$的类星体，形成了在该红移范围内最大的类星体近红外光谱样本。光谱，采取与凯克，双子座，VLT，麦哲伦，允许调查的中心黑洞质量和类星体的休息框架紫外光谱特性。从Mg II发射线导出的黑洞质量在$(0.3-3.6)\times10^{9}\,M_{\odot}$范围内，这需要质量为$\gtrsim10^{3-4}\,M_{\odot}$的大质量种子黑洞，假设爱丁顿吸积自$z=30$。爱丁顿比分布的峰值在$λ_{\rm Edd}\sim0.8$，平均值为1.08，表明这些类星体的吸积速率很高。在我们的样品中的CIV-Mg II发射线速度差异显示CIV蓝移向更高的红移增加，但从该样品观察到的演化趋势弱于以前在类似红移下从较小样品观察到的结果。这些类星体的Fe II/Mg II的流量比推导出高达$z=7.6$，与以前的测量在不同的红移相比，没有显示出任何证据的强红移演化，这表明在这些类星体的金属富集环境。利用这个类星体样品，我们创建了一个类星体的复合光谱的$z>6.5$类星体，发现没有显着的红移演化的类星体宽发射线和连续斜率，除了蓝移的CIV线。我们的样品产生一个强的宽吸收线类星体的分数$\sim$ 24%，高于分数在较低的红移类星体样品，虽然这可能会受到小样本统计和选择效应。
2021-09-28 astro-ph.CO astro-ph.GA
A Pair of O VI and Broad Ly-alpha Absorbers Probing Warm Gas in a Galaxy Group Environment at z ~ 0.4
我们报告的检测两个O VI吸收分离的速度为710公里/秒，z ~ 0.4对背景类星体SBS 0957 +599。这两个吸收体都是追踪大量暖重子的多相系统。第一吸收体中的低和中等电离金属与光电离气体的来源一致。O VI具有不同于其他金属物种的速度结构。Ly-alpha显示了一个广泛的特征。O VI和宽Ly-alpha的线宽表明T = 7.1 × 10^5 K。这种温暖的介质探测重子柱，它比较冷的光电离气体中的氢总量大一个数量级。第二种吸收剂仅在H I和O VI中检测到。在这里，4.6 × 10^4 K的温度支持起源于低密度光电离气体的O VI。一个广泛的组成部分是看到在Ly-alpha，从O VI偏移。宽Ly-alpha的温度为T < 2.1 × 10^5 K。这些吸收体位于一个星系高密度区，其中7个星系的光谱分辨率在第一个吸收体的10 Mpc和1000 km/s范围内，另外2个星系位于第二个吸收体的相似距离内。星系相对于吸收体的分布表明，视线可能会拦截连接星系群的大规模灯丝，或者是亚L * 星系的扩展晕。虽然运动学接近，这两个吸收器重申了低红移O VI系统的物理条件和银河系的环境，他们居住的多样性。
2016-01-20 astro-ph.CO astro-ph.GA
Orientation effects on the near-infrared broad band emission of quasars
最近，我们提出了窄[OIII] 5007 nm发射线的等效宽度（EW）作为活动星系核的方向指示。我们对SDSS第7次数据发布中的约100个红移为$z < 0.8$的$12,300$光选宽线类星体（H $α$、H $β$和Mg II）进行了测试，这些类星体的宽线半峰全宽大于$2000$ km/s。我们现在使用从近红外到紫外的宽带测光来检查它们的光谱能量分布（SED），以寻找作为EW函数的整体形状的变化[OIII]。我们发现，类星体与低EW[OIII]值（接近面对面的位置）有平坦的近红外SED相对于高EW[OIII]值（几乎边缘）的来源。此外，具有高EW[OIII]值的类星体显示出$\sim 2$在UV中的发射低于具有低EW[OIII]值的类星体的因子。我们的研究结果表明，环面是cluerous，平均而言，共轴的吸积盘和宽线区域，与最新的理论模型的模糊环面。
2019-02-14 astro-ph.CO astro-ph.GA
