Detectability of cold streams into high-redshift galaxies by absorption lines
沿着宇宙网暗物质细丝流动的冷气体被预测为早期宇宙中大质量星系的盘积累、剧烈盘不稳定和恒星形成的主要资源提供者。我们研究在何种程度上这些冷流是可追溯的扩展环银河系环境中的星系通过Ly α吸收和选定的低电离金属吸收线。我们使用高分辨率放大AMR宇宙学模拟的预期吸收签名模型。在后处理中，我们区分了自保护气体和非保护气体。在自屏蔽气体，这是光学厚莱曼连续辐射，我们假设纯碰撞电离的电离势大于13.6 eV的物种。在光学上薄的，无屏蔽的气体中，这些物质也被元星系辐射光电离。除了从背景类星体的辐射吸收，我们计算的吸收线轮廓的辐射发射的星系在同一晕的中心。我们预测的吸收信号的强度为个别星系没有堆叠。我们发现，由流产生的Ly α吸收剖面与观测高红移星系的吸收和发射Ly α剖面是一致的。由于溪流中的金属含量低，覆盖系数低，金属吸收特征较弱，难以检测。
2012-06-18 astro-ph.CO
A search for HI 21cm absorption in strong MgII absorbers in the redshift desert
我们报告了用绿岸望远镜（GBT）和巨型米波射电望远镜（GMRT）在55个强MgII $λ$ 2796吸收体（具有$W (MgII) > 0.5 Å$）中以中等红移$0.58 < z_{\rm abs} < 1.70$深度搜索红移HI 21 cm吸收的结果。在$1.17 < z_{\rm abs} < 1.68$中获得了9个HI 21 cm吸收的检测结果，包括Gupta等人（2007）早期报告的3个系统。在其他32种MgII吸收剂中，未检测到$> 3σ$显著性的吸收，其中26种为HI 21 cm光学深度（每$\sim 10$ km/s的$τ_{3σ} < 0.013$）提供了很强的上限。对于后26个系统，如果HI柱密度为$\ge 2 \times 10^{20}$ cm $^{-2}$，即如果吸收器为阻尼莱曼-$α$系统（DLA），则吸收器的旋转温度$T_s$必须为$> [800 \times f]$ K（其中$f$为覆盖因子）。样本中其余13个系统的数据受到无线电频率干扰的影响，因此没有用处。排除“关联”系统（类星体红移在3000 km/s以内），在强MgII吸收体中HI 21 cm吸收的探测率为$x_{\rm 21,MgII} ({\bar z} = 1.1) = 25^{+11}_{-8}$ %，$3σ$光学深度灵敏度为$\sim 0.013$/10 km/s。比较强MgII吸…
2009-03-25 astro-ph.CO
MgII absorption systems with W_0 > 0.1 Åfor a radio selected sample of 77 QSOs and their associated magnetic fields at high redshifts
本文给出了一个由77个类星体的高分辨率UVES/VLT数据得到的MgII吸收系统的目录，其红移范围为0.6 < z < 2.0，直到等效宽度W_0 > 0.1 μ m。我们的样品的统计特性被发现是在与以前的工作在文献中的协议。然而，我们指出，以前观察到的增加与红移的dN/dz弱吸收，专门适用于非常弱的吸收与W_0 < 0.1赫兹。相反，与强吸收体的情况类似，W_0在0.1-0.3 μ m范围内的吸收体的dN/dz实际上随着红移而减小。然后，我们使用这个目录，以扩展我们以前的分析之间的联系的类星体的法拉第旋转测量和存在的干预镁吸收系统在其光谱。与强MgII吸收系统W_0 > 0.3 μ m的情况相比，弱MgII吸收系统对背景类星体的转动测度没有显著的贡献。这可能是由于与强系统相比，弱系统的碰撞参量更高，这表明负责法拉第旋转的高柱密度磁化材料位于星系的约50 kpc范围内。最后，我们表明，这一结果也排除了可能性，即类星体的红移和它的内在旋转测度之间的一些意想不到的二次相关性是负责高旋转测度和强干预MgII吸收，我们在其他地方提出的协会，因为这将产生一个平等的影响弱吸收线系统，表现出非常相似的类星体红移的分布。
2010-01-13 astro-ph.CO
Search for cosmological mu variation from high redshift H2 absorption; a status report
在远距离类星体的视向线上观测H2谱，可以揭示在高红移处质子-电子质量比mu=m_p/m_e的变化，典型的情况是z>2。目前，已分析了四个高质量系统（Q 0347 -383、Q 0405 -443、Q 0528 -250和J2123-005），返回的约束条件为Dmu/mu < 1 x 10^{-5}。我们提供了另一个系统Q2348-011的数据和μ变化分析，其红移为z_{abs} =2.42，得出dmu/mu =（-1.5 \pm 1.6）x 10^{-5}。除了观测数据的实验室测量的状态进行审查。未来的可能性得出的竞争性约束DMU/MU从已知的高红移H2吸收剂的影响，从而在识别一些潜在的有用的系统用于检测μ变化。
2011-07-19 astro-ph.CO
Calibrating Galaxy Redshifts Using Absorption by the Surrounding Intergalactic Medium
恒星形成星系的静止坐标系紫外谱线与星系的系统红移有系统的偏移，可能是因为大规模的外流。我们校准星系红移测量从静止帧紫外线利用的事实，即平均HI Ly-alpha吸收分布在星系周围，如背景物体的光谱中看到的，必须是对称的，相对于真正的星系红移，如果星系是随机取向的视线背景物体。我们使用15个类星体在z~2.5-3和600多个前景星系的光谱红移在z~1.9-2.5。所有的星系都在2百万秒差距内，从视线到背景类星体。我们发现LyA发射和ISM吸收的红移需要系统位移v_LyA=-295（+35）（-35）km/s和v_ISM=145（+70）（-35）km/s。假设一个高斯分布，我们把可能的随机红移偏移的1-sigma上限为LyA <220 km/s和ISM红移<420 km/s。对于小的子集（<10%）的星系的近红外光谱已经获得，我们可以比较我们的结果直接测量的基础上，我们确认标记系统红移的星云发射线。虽然我们的v_ISM与直接测量结果一致，但我们的v_LyA明显较小。然而，当我们将我们的方法应用于其特征在于略有不同的选择效应的近红外子样本时，最佳拟合速度偏移与直接测量一致。这证实了我们的方法的有效性，并意味着没有一个单一的数字适当地描述了整个人口的星系，线偏移取决于星系光谱形态的观察。这种方法提供了准确的红移校准，并将使研究的环星系周围的物质，静止框架光学观测是不可用的。
2011-03-01 astro-ph.CO
Halo Gas and Galaxy Disk Kinematics Derived from Observations and LCDM Simulations of MgII Absorption Selected Galaxies at Intermediate Redshift
我们获得了10个MgII吸收选择星系（0.3 < z < 1.0）的ESI/Keck旋转曲线，并获得了它们的WFPC-2/HST图像和高分辨率的HIRES/Keck和UVES/VLT类星体谱。我们执行这些星系和它们相关的晕MgII吸收的运动学比较。对于所有10个星系，大多数的吸收速度位于观测到的星系旋转速度的范围内。在7/10的情况下，吸收速度完全位于星系系统速度的一侧，通常与旋转曲线的一条臂对齐。在所有情况下，一个恒定的旋转厚盘模型很难再现所观察到的MgII吸收速度的充分传播时，采用合理的现实参数。在2/10的情况下，星系的运动学，恒星形成面密度，和吸收运动学有相似的高红移星系表现出强烈的外流。我们发现，MgII吸收速度扩展和光学厚度分布可能依赖于星系倾角。为了进一步帮助的数据的空间运动学关系，我们应用类星体吸收线技术嵌入在LCDM模拟的星系（v_c=180公里/秒）。在模拟中，MgII吸收选择富含金属的“晕”气体，从星系，潮汐流，细丝和小卫星星系中大约100千秒差距。在模拟的局限性内，模拟的MgII吸收主要发生在暗条和潮汐流中，并以-200 < v_r < -180 km/s的速度向星系下落。MgII吸收速度偏移分布（相对于模拟星系）跨越~200 km/s，在星系系统速度下检测MgII的频率最低。
2009-12-14 astro-ph.CO
A Giant Metrewave Radio Telescope search for associated HI 21cm absorption in high-redshift flat-spectrum sources
本文报道了用巨型米波射电望远镜在$1.1 < z < 3.6$上对24个活动星系核（AGN）的“关联”红移HI 21 cm吸收的研究结果，这些活动星系核是从加州理工学院Jodrell银行平谱（CJF）样品中选出的。23个有可用数据的源中有22个没有显示出吸收的证据，典型的$3σ$光学深度探测极限为$\approx 0.01$，速度分辨率为$\approx 30$ ~km~s $^{-1}$。在$z \approx 3.530$获得了对TXS 0604 +728的单次试验性吸收检测。如果得到证实，这将是HI 21 cm吸收的最高红移。包括文献中检索到的29个具有红移HI 21 cm吸收的CJF源，主要是在$z < 1$上，我们构造了52个均匀选择的平谱源的样本。对截尾数据的Peto-Prentice双样本检验发现（在$\approx 3σ$显著性下），高$z$样本的HI 21 cm吸收强度比低$z$样本的弱，这是第一个统计上显著的证据，证明了在一致选择的活动星系核样本中HI 21 cm吸收强度的红移演化。然而，双样本检验还发现，在$\approx 3.4 σ$显著意义下，低紫外或射电光度的活动星系核的HI 21 cm吸收强度较高。高光度的活动星系核通常位于高红移，这一事实意味着目前不可能打破活动星系核光度和红移演化之间的简并性，这是高红移、高光度活动星系核中低HI 21 cm不透明度…
2015-11-15 astro-ph.CO astro-ph.GA
Fitting trends in quasar emission and absorption line redshifts
Indian Institute of Science Education and Research（印度科学教育与研究所）
本研究针对类星体发射线与吸收线红移的系统趋势，基于MgII和CIV吸收线数据建立了可预测对应最低吸收线红移的线性模型，模型拟合度优异，为类星体相关研究提供了可靠的参考工具。
2026-08-18 astro-ph.CO astro-ph.HE
A blind Green Bank Telescope millimetre-wave survey for redshifted molecular absorption
我们提出的方法“盲”毫米波调查红移分子吸收的CO/HCO $^+$旋转线。频率范围$30-50$ GHz似乎是最佳的这种调查，提供灵敏度的吸收剂在$z \gtrsim 0.85$。至关重要的是，调查是“盲目的”，即基于无线电选择的样本，包括没有已知红移的来源。我们还报告了第一次大规模调查的结果，使用Q波段接收器的绿岸望远镜（GBT）搜索分子吸收朝向36源，3没有已知的红移，在频率范围$39.6 - 49.5$ GHz。GBT巡天的总红移路径为$Δz \approx 24$，大部分位于$0.81 < z < 1.91$，灵敏度足以检测到在$5σ$显著性下吸收的等效${\rm H_2}$柱密度$\gtrsim 3 \times 10^{21}$ cm $^{-2}$（使用银河系的CO到${\rm H_2}$和HCO $^+$到${\rm H_2}$转换因子）。该调查没有得到确认的分子吸收检测，产生了在柱密度$N({\rm H_2}) \gtrsim 3 \times 10^{21}$ cm $^{-2}$的分子气体的红移数密度的$2σ$上限$n(z=1.2) < 0.15$。
2013-12-12 astro-ph.CO astro-ph.GA
Predictions for the sky-averaged depth of the 21cm absorption signal at high redshift in cosmologies with and without non-baryonic cold dark matter
Case Western Reserve University（凯斯西储大学）
研究预测高红移宇宙中无非重子冷暗物质时21厘米吸收信号比有暗物质时大约2倍，提示可能需要扩展引力理论替代暗物质解释。
2018-08-07 astro-ph.CO hep-ph
The JHU-SDSS metal absorption line catalog: redshift evolution and properties of Mg II absorbers
我们提出了一个通用的和全自动的方法，旨在检测吸收线的光谱天体。该算法使用降维技术，非负矩阵分解，估计源连续通量，然后检测和识别金属吸收线。我们将其应用于斯隆数字巡天的~ 100，000个类星体光谱样本，并编译了~ 40，000个Mg II和Fe II吸收体系统的样本，跨越红移范围0.4< z < 2.3。相应的目录是公开的。我们研究了这些吸收体系统的统计特性，发现强Mg II吸收体的其余等效宽度分布在所有红移处都遵循指数分布，证实了以前的研究。结合我们的研究结果与最近的近红外观测镁II吸收剂，我们引入了一个新的参数化，充分描述了这些系统的发病率z~5。我们发现强Mg II吸收体的红移演化与宇宙恒星形成历史在0.4<z<5.5（观测所覆盖的整个红移范围）上非常相似，这表明这两个量之间存在物理联系。
2012-11-27 astro-ph.CO astro-ph.IM
Mg II Absorption at 2<z<7 with Magellan/FIRE, III. Full Statistics of Absorption Towards 100 High-Redshift QSOs
我们目前的最终统计数据从调查干预镁II吸收对100类星体之间的发射红移$z=3.55$和$z=7.08$。利用Magellan/FIRE的红外光谱，我们探测到279个宇宙学Mg II吸收体，并证实了$W_r>0.3 Å$ Mg II吸收的发生率在$z=0.25$和$z=7$之间没有可测量的变化。这与我们在$z>6$检测到的7个新的MgII系统一致，这是一个在以前的搜索中没有覆盖的红移范围。限制在相对较强的MgII系统（$W_r>1$），有红移演化的重要证据。这些系统的数密度在$z=0$和$z=2$-$3$之间大致加倍，但从该峰值下降一个数量级，即下降$z\sim 6$。这种演变反映了全球恒星形成速率密度的演变，这可能反映了恒星形成反馈与强MgII吸收体之间的联系。我们将我们的结果与$z=2$ - $4$的Illustris宇宙学模拟进行了比较，方法是将吸收分配给编目的暗物质晕，并从模拟体积中直接提取光谱。为了重现我们的结果使用晕目录，我们需要环银河系（CGM）MgII信封晕内的质量逐渐变小，在较早的时候。如果我们使用SFR而不是质量来定义较低的积分截止值，这种情况自然会发生。直接从Illustris体积计算的MgII分布产生太少的强吸收剂。我们认为，这是由于未解决的CGM气体的相空间结构，特别是从亚网格尺度上的湍流速度。在$z>6$中存在CGM MgII--就在普朗克暗示的再电离红…
2017-12-01 astro-ph.CO astro-ph.GA
A limit on the warm dark matter particle mass from the redshifted 21 cm absorption line
最近的EDGES合作探测到中心频率为$ν= 78 \pm 1$ MHz的吸收信号，指出存在显著的莱曼- $α$背景，其红移为$z=18$。这个信号的时间限制了暖暗物质（WDM）宇宙学模型中的暗物质粒子质量（$m_χ$）。WDM延迟了小尺度结构的形成，因此，基于由于在$z=18$处的恒星形成而存在足够强的Ly-$α$背景，可以对$m_χ,$设置严格的下限。我们的结果表明，通过$α$泵浦的自旋温度耦合到气体需要一个最小的$m_χ>3$ keV的质量，如果原子冷却晕主导恒星形成率在$z=18,$和$m_χ>2$ keV，如果${\rm\,H_2}$冷却晕也有效地形成恒星在这个红移。这些限制匹配或超过最严格的限制引用到目前为止在文献中，即使在面对许多不确定性的恒星形成在高红移。
2018-05-16 astro-ph.CO astro-ph.GA
A first quantification of the effects of absorption for HI Intensity Mapping experiments
HI强度测绘（IM）将用于使用许多现有和即将到来的射电天文台进行精确的宇宙学研究。信号将由于吸收而被污染，其中最大的分量将是HI发射源自身从来自背景无线电连续源的入射在其上的通量中吸收的通量。我们，第一次，提供了一个定量估计的大小相比，发射HI通量的各种体素放置在红移0.1和2.5之间的吸收通量。我们使用宇宙学的天空模拟的原子HI发射线，并在不同的红移的体素内的所有源的发射和吸收通量的总和。为了估计吸收通量，我们使用基于现有观测和模拟的各种关系。我们发现，对于相同的同向运动体积，HI辐射随红移的增加而迅速衰减，而吸收随红移的变化要小得多，并遵循在射电连续谱源计数中占主导地位的微弱源的红移分布。这导致在附近宇宙中，吸收与发射的比例可以忽略不计（最高红移为~0.5），在红移为1时增加到约10%，并继续增加到约30%，最高红移为2.5。这些数字可能会有很大的变化，由于使用的各种关系的确切形式的不确定性，最大的变化是由在亚mJy通量密度的无线电连续源的数量计数的不确定性驱动的。从背景无线电连续源入射通量的吸收可能成为一个重要的污染物HI IM信号超过红移0.5，需要更准确地量化使用即将到来的深高分辨率调查的无线电连续源，HI吸收，HI发射与SKA及其前体的输入。
2019-09-27 astro-ph.CO astro-ph.GA
Statistical Detection of IGM Structures during Cosmic Reionization using Absorption of the Redshifted 21 cm line by HI against Compact Background Radio Sources
在宇宙再电离过程中，通过吸收（21厘米森林）对背景辐射探测星系际介质（IGM）中的中性氢结构被认为是独立的和补充的三维层析成像和功率谱技术。这种吸收的直接检测需要在高红移（$z\gtrsim 8$）下非常明亮（$\gtrsim 10$ ~ 100 mJ y）的背景源，这显然是罕见的;非常长的积分时间;或者非常高灵敏度的仪器。这激发了沿着狭窄的视线但具有较暗背景物体（$\sim 1$ -10 mJy）的统计一维（1D）功率谱方法，这些背景物体在高红移下可能更丰富和重要。1D功率谱降低了宇宙方差，提高了灵敏度，特别是在小空间尺度上。使用标准的辐射转移和基准模型的仪器，背景源，在宇宙再电离过程中的IGM结构的演变，沿选定的窄方向的一维功率谱的潜力进行了研究，对热噪声和彩色合成点扩散函数（PSF）响应的不确定性。高红移背景源的数量，望远镜的灵敏度，和PSF质量的最低要求估计的范围内的仪器，背景源，和再电离模型参数。在较高的红移下，一维功率谱本质上更强。一个$\sim 1000$ hr的观测活动，目标是$\sim 100$狭窄的视线，以无线电微弱，高红移背景对象与现代射电望远镜，特别是平方公里阵列，可以检测的一维功率谱的空间尺度和红移的范围，并可能区分宇宙再电离的模型。
2020-08-07 astro-ph.CO astro-ph.IM
Analysis of the impact of broad absorption lines on quasar redshift measurements with synthetic observations
本文利用匹配DESI巡天观测的合成光谱，定量证明掩膜宽吸收线特征可使类星体红移误差降低约1%、灾难性误差减少约80%，建议将其纳入标准红移测定流程。
2023-04-12 astro-ph.CO gr-qc
Stringent constraints on the H I spin temperature in two z > 3 Damped Lyman-alpha systems from redshifted 21 cm absorption studies
阻尼莱曼α吸收体的物理性质及其演化与星系形成和演化理论密切相关，具有重要的宇宙学意义。H I 21 cm吸收研究是测量这些系统的温度的一种有用的方法。在这项工作中，两个阻尼莱曼-α吸收体在z > 3的温度非常强的约束来自低射频观测。H I自旋温度被发现是大于2000 K的吸收剂。这些高红移系统的高自旋温度与其他阻尼莱曼α吸收体的温度汇编中发现的趋势一致。我们还认为，温度-金属丰度的关系，在文献中较早报道，是不太可能是一个虚假的视线效应，和红移的自旋温度的演变不会出现由于选择效应。所有这些都与阻尼莱曼α系统中暖气体部分的红移演化相一致。
2013-08-20 astro-ph.CO astro-ph.GA
Molecular hydrogen in absorption at high redshifts. Science cases for CUBES
背景源光谱中的氢分子吸收线（$\rm H_2$）是探测冷中性介质中物理状态的有力工具。在高红移时，$z>2$、$\rm H_2$线在光域中方便地移动，允许使用地面望远镜进行高分辨率光谱学，这对于正确分析冷气体是必不可少的。我们描述了最近的观测进展，有效的预选技术的发展的基础上，在低分辨率的光谱调查，如斯隆数字巡天（SDSS）。具有高蓝光通量的下一代光谱仪，如CUBES，肯定会大大提高后续观测的效率和结果。在本文中，我们讨论了高优先级的CUBES的科学案例，最近的$\rm H_2$在高Z观测的基础上：探测规则星系冷相的物理条件和从活动星系核流出的气体。
2022-03-29 astro-ph.CO astro-ph.GA
