CLARA's view on the escape fraction of Lyman-Alpha photons in high redshift galaxies
基于MareNostrum High-z Universe（一个包含20亿粒子的SPH宇宙学模拟），我们使用Lyman Alpha辐射分析代码（Code for Lyman Alpha Radiation Analysis），将星系中Lyman Alpha辐射的逃逸分数限制在红移范围5<z<7。我们近似莱曼α发射体（LAEs）的尘埃气体板与莱曼α辐射源均匀混合在气体中。用我们新开发的辐射转移程序计算了这种结构和不同气体和尘埃含量的逃逸分数。结果被应用到MareNostrum高z宇宙数值星系。该模型显示出弱红移的演变和良好的协议与逃逸分数的估计作为一个函数的红化从z \sim 2.2和z \sim 3的观测。为了再现红移z>~5处的紫外连续体光度函数和紫外颜色，我们扩展了板层模型，在一个星团分量中加入了额外的尘埃。基于扩展的clustrial模型的LAE亮度函数（LF）广泛地再现了从z \sim 5和z \sim 6的观测中得出的LF的亮端。在z \sim 7处，我们的模型高估了LF大约四倍，大概是因为没有考虑中性星系际介质的影响。在红移z \sim 5和z \sim 6的紫外连续谱和莱曼α谱中，观测到的LF暗端和模拟的LF暗端之间的剩余张力指向了在质量为1.0x10^10h-1 Msol < Mh < 4.0x10^10h-1 Msol的晕中存在的模拟LAE的过剩。由于难以解释观测…
2011-04-29 astro-ph.CO
A Spectroscopic Search for Leaking Lyman Continuum at z~0.7
本文报道了在COSMOS场中对32个z~0.7 Lyman break星系（LBG）进行的静止框架紫外无狭缝光谱观测结果。光谱搜索是用哈勃太空望远镜上的日盲通道（SBC）进行的。我们报告的泄漏莱曼连续（LyC）辐射从活动星系核-星爆复合检测。虽然我们在样品的剩余部分中没有发现直接检测到LyC发射，但我们实现了观察到的非电离UV与LyC通量密度比的个体下限（3 σ），f_{nu}（1500 A）/ f_{nu}（830 A）为20至204（中位数为73.5），堆栈为378.7。假设一个内在的莱曼打破3.4和星系际介质（IGM）传输的LyC光子沿视线的星系的85%，我们报告的相对逃逸分数在个别星系的上限为0.02 - 0.19和堆叠的3西格玛上限为0.01。我们没有发现任何迹象表明，在z~3的一些LBG中看到的相对逃逸分数接近1。我们的紫外光谱达到最深的限制，迄今为止，在任何红移的逃逸分数在个别来源。这些z~0.7低逃逸分数LBG类似物与z~3 LBG之间的对比表明，在z<1的样品中没有选择有利于高逃逸分数的过程，或者平均逃逸分数从z~3降低到z~1。我们讨论了可能影响LyC光子逃逸的机制。
2010-07-30 astro-ph.CO
The origin of the escape of Lyman alpha and ionizing photons in Lyman Continuum Emitters
确定驱动莱曼连续统（LyC）光子逃逸的机制对于找到莱曼连续统激发（LCE）候选者至关重要。为了了解LyC光子泄漏所涉及的物理性质，我们研究了HI覆盖分数，HI速度宽度，Lyman alpha（LyA）属性和LyC光子逃逸之间的联系，在22个恒星形成星系的样本中，包括13个LCE。我们拟合了920和1300 A之间的恒星连续谱、尘埃衰减和吸收线，以提取HI覆盖分数和尘埃衰减。此外，我们还测量了光学厚的莱曼系的HI速度宽度，并推导出LyA等效宽度（EW），逃逸分数（fesc），峰值速度和通量在最小的LyA配置文件。总体而言，我们强调了低HI覆盖分数的存在与（1）低LyA峰值速度之间的强相关性;（2）剖面最小值处的更多通量;以及（3）较大的EW（LyA），fesc（LyA）和fesc（LyC）。因此，低柱密度通道是LyC和LyA光子泄漏的关键ISM成分。此外，具有较窄的HI吸收速度宽度的星系具有较高的LyA等效宽度，较大的LyA逃逸分数和较低的LyA峰值速度分离。这表明这些星系具有低HI柱密度。最后，我们发现，灰尘调节LyA和LyC辐射的量，实际上逃脱ISM。总的来说，ISM孔隙度是强LyA发射的一个来源，并使电离光子在低z泄漏逃逸。然而，这并不足以解释观测到的最大fesc（LyC），这表明最极端的LCE可能沿着观测者的所有视线都是密度有限的。总的来说，中性气体孔隙率限制了LyC和LyA…
2020-05-14 astro-ph.CO astro-ph.GA
The Lyman Continuum Escape Survey: Ionizing Radiation from [O III]-Strong Sources at a Redshift of 3.1
我们目前的结果，从连续逃逸巡天（LACES），哈勃太空望远镜（HST）的计划，旨在表征电离辐射出现从一个样本的莱曼α发射星系在红移$z\simeq 3.1$。由于许多显示强烈的[O III]发射特性的$z>6.5$恒星形成星系，他们可能代表有价值的低红移类似物的星系在再电离时代。利用HST Wide Field Camera 3 / UVIS $F336W$对Lyman连续辐射进行成像，研究了该样品中电离光子的逃逸分数。对于61个来源，其中77%的光谱确认和53个测量的[O III]发射，我们检测到莱曼连续泄漏在20%，率显着高于在个别连续选择莱曼破裂星系。我们估计有98%的概率，我们的检测$\leq 2$可能会受到前景污染。拟合多波段光谱能量分布（SED），考虑到不同的恒星星族，尘埃粒子和金属丰度，我们得到个人莱曼连续逃逸分数校正的前景星系际吸收。我们发现逃逸分数为15%至60%的个别对象，并推断出平均20%的逃逸分数拟合复合SED为我们检测到的样本。然而，令人惊讶的是，即使是没有单独的$F336W$检测的那些源的深堆叠也提供了小于0.5%的平均逃逸分数的严格上限。我们研究了各种相关性与源的属性，并讨论了流行的图片，宇宙再电离的背景下，这种紧凑的，低金属量的恒星形成星系驱动的影响。
2019-05-17 astro-ph.CO astro-ph.GA
X-ray Constraints on the Lyman-Alpha Escape Fraction
我们将4毫秒Chandra深场南（CDF-S）区所有已知的Lyman α发射体（LAEs）的X射线通量相加，对这些星系的平均无遮蔽恒星形成率（SFR_X）设置敏感的上限。一个非常小的比例莱曼-阿尔法星系在现场单独检测到的X射线，这意味着一个低比例的活动星系核活动。在排除少数X射线检测到的LAE后，我们将位于4 Ms CDF-S数据和250 ks扩展CDF-S（ECDFS）数据中的未检测到的LAE叠加，并计算位于z = 2.1、3.1、3.2、4.5、5.7和6.5的LAE的SFR_X < 14、28、28、140、440、880 M $_{\sun}$ yr $^{-1}$的1-σ上限，分别然后可以将LAE中的SFR_X的上限与从Lyman-Alpha线导出的SFR $_{Lyα}$进行比较，从而可以约束Lyman-Alpha逃逸分数（$f^{Esc}_{Lyα}$）。对于红移z ~ 2.1和z ~ 3.1-3.2的LAEs，我们得到了f（Lyman-Alpha逃逸）> 14%的下限（84%置信水平，1-σ下限）。在z > 4处，当前LAE样本的大小不足以很好地约束SFR_X。通过对z> 2处的所有LAE求平均值，X射线未检测约束f（Lyman-Alpha逃逸）> 17%（84%置信水平，1-σ下限），并且在99.87%置信水平下拒绝f（Lyman-Alpha逃逸）< 5.7%（2…
2011-12-01 astro-ph.CO astro-ph.HE
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
Diversity of the Lyman continuum escape fractions of high-$z$ galaxies and its origins
莱曼连续谱（LyC）逃逸分数是决定星系对宇宙再电离贡献的一个关键量。已经知道，通过观测和数值模拟估计的逃逸分数显示出很大的差异。然而，多样性的起源仍然不确定。在这项工作中，要了解什么数量的星系负责控制逃逸分数，我们数值评估逃逸分数进行光线跟踪计算与简化的盘星系模型。利用光滑圆盘模型，我们研究了逃逸分数与电离源位置的关系，发现逃逸分数的变化可达$\sim 3$数量级。还发现，晕质量的盘尺度高度的依赖性决定了逃逸分数是否增加或减少与晕质量。在团簇圆盘模型中，由于团簇间区域的密度降低，逃逸分数随着团簇质量分数的增加而增加。此外，我们发现，团块调节逃逸分数通过两种方式时，总的团块质量占主导地位的总气体质量;逃逸分数是控制的覆盖因子的团块，如果团块是密集的足以阻止LyC光子，否则的团块工程，以减少逃逸分数通过增加重组事件在星系中的总数。
2017-11-14 astro-ph.CO astro-ph.GA
The Great Observatories Origins Deep Survey: Constraints on the Lyman Continuum Escape Fraction Distribution of Lyman--Break Galaxies at 3.4<z<4.5
本文利用GOODS南场的超深紫外VLT/VIMOS中波段和VLT/FORS 1窄带成像，计算了红移3.4- 4.5的L >~ L*（z=3）Lyman Break Galeries（LBG）的电离辐射逃逸分数（fesc）分布的极限。只有一个红移z=3.795的LBG在它的莱曼连续区（LyC; S/N~5.5）中被探测到，这是目前已知的直接探测到的最高红移星系。其紫外形貌非常致密（R_eff=0.8，kpc物理量）。七个活动星系核中有三个也在它们的LyC中被探测到，包括一个红移z=3.951和z 850 = 26.1。根据堆叠数据（LBG），我们将平均f_esc的上限设置在5%-20%的范围内，这取决于如何选择数据（例如，通过幅度和/或红移）。我们进行了广泛的蒙特卡罗模拟，考虑到星系际衰减，恒星星族合成模型，尘埃消光和光度噪声，以探索逃逸辐射的分布的时刻。各种分布（指数，对数正态和高斯）进行了探讨。我们发现，中值f_esc低于~6%，84%百分位数极限不大于20%。如果这一结果仍然适用于较暗的LBG下降到目前的观测极限，那么LBG人口可能不足以占整个光电离预算在这里考虑的红移，与确切的细节取决于假设的电离背景和类星体的贡献。f_esc可能取决于星系的紫外光光度，较暗的星系具有较高的f_esc，并且从HUDF（i775<28.5）的微弱LBG样本中估计的f_esc与这种情况有广泛的定量…
2010-09-06 astro-ph.CO
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
The Low-Redshift Lyman Continuum Survey: Optically Thin and Thick Mg II Lines as Probes of Lyman Continuum Escape
Mg II 2796，2803双峰被认为是一个有用的间接指示的逃逸Ly-alpha和Lyman连续（LyC）光子在本地恒星形成星系。然而，迄今为止的研究主要集中在具有强Mg II或强LyC发射的星系的小样本上。在这里，我们提出了第一个研究的Mg II探测大的动态范围的星系属性，使用新获得的高信噪比，中等分辨率的光谱Mg II的样本的34个星系从低红移莱曼连续巡天。我们表明，在我们的样本中的星系镁II的配置文件，从强发射到P-Cygni配置文件，并纯吸收。我们发现有一个明显的趋势（与虚假相关的可能性约为2%），被检测为强LyC发射体（LCEs）的星系也显示出更大的Mg II发射等效宽度，而非LCEs往往显示出更多的散射和吸收特征的证据。我们发现Mg II与Ly-alpha在等效宽度和逃逸分数方面都有很强的相关性，而不管是发射还是吸收主导Mg II分布。此外，我们提出，对于归类为镁II发射体（MgE）的星系，可以采用镁II，金属丰度和尘埃的信息来估计LyC的逃逸分数在3倍之内。这些发现证实了Mg II线可以用作选择星系作为LCE的工具，并作为Ly-alpha和LyC逃逸的间接指标。
2023-01-10 astro-ph.CO astro-ph.GA
Escape of Lyman continuum radiation from local galaxies - Detection of leakage from the young starburst Tol 1247-232
氢电离光子从星系中的逃逸分数（f_esc）被认为是随时间而变化的，但这一图景还远不清楚。虽然在几项研究中，在高红移处发现了大量逃逸分数的证据，但在更近的宇宙中，情况看起来不同。在这里，我们应用一个新的背景减法程序的档案数据从远紫外光谱探测器（FUSE），为了研究当地的星系在寻找可能的莱曼连续统（LyC）泄漏。在这个过程中，第一次在LyC中产生了本地星系的堆叠光谱。利用这个小样本，我们还尝试性地寻找了fesc与内部吸收E（B-V）i、质量、H I质量、比恒星形成率（SSFR）、金属丰度和Ly-alpha发射等物理参数之间可能存在的相关性。重新检查了FUSE档案中红移z > 0.015的八个恒星形成星系。此外，还包括了另外四个红移较低的星系的子样本，其逃逸分数是根据低电离星际C II（1036）线的剩余通量估计的。在八个星系中，只有一个发现有明显的LyC泄漏，Tol 1247-232（S/N=5.2）。这是第二次在本星系中探测到泄漏星系。我们发现Tol 1247-232的绝对逃逸分数为f_esc = 2.4（+0.9/-0.8）%。堆叠的样品显示出LyC的过量，f_esc = 1.4（+0.6/-0.5）%，但我们注意到可能涉及重要的选择偏差。在小样本的情况下，我们提出了一个可能的趋势，即更高的f_esc与更低的质量和增强的SSFR。没有发现E（B-V）_i值高的星系有任何泄漏的迹象。
2013-03-05 astro-ph.CO
Keck Spectroscopy of Gravitationally Lensed z=4 Galaxies: Improved Constraints on the Escape Fraction of Ionizing Photons
从年轻的恒星形成星系逃逸的电离光子的比例是确定星系在宇宙再电离中的作用的最大不确定性之一。然而，传统的技术来测量这一部分是不适用于感兴趣的红移由于前景筛选莱曼α森林。在较早的研究中，我们证明了在复合光谱的莱曼break星系在z=4的低电离吸收线的等效宽度减少相比，在z=3的类似措施。这可能意味着中性气体的覆盖率较低，因此电离光子的逃逸率随红移而增加。然而，我们的光谱分辨率不足以区分几种不同的解释，包括流出运动学的红移变化。在这里，我们提出了更高质量的光谱3引力透镜莱曼break星系在z=4的光谱分辨率足以打破这种退化的解释。我们提出了一种方法来推导覆盖分数的低电离气体作为流出速度的函数，并比较结果与类似质量的数据在较低的红移星系。我们发现一个显着的趋势，较低的覆盖率低电离气体的星系与强\Lya发射。结合我们早期工作中\Lya辐射红移的人口统计趋势，我们的结果提供了新的证据，证明了平均H I覆盖分数的减少，从而增加了Lyman break星系电离辐射的逃逸分数，红移。
2013-04-29 astro-ph.CO
Constraining the Lyman Alpha Escape Fraction with Far-Infrared Observations of Lyman Alpha Emitters
我们研究了498莱曼阿尔法发射器（LAEs）在z=2.8，3.1和4.5在扩展的钱德拉深场南，使用250，350和500微米的数据从赫歇尔多层河外巡天（HerMES）和870微米的数据从LABOCA ECDFS亚毫米波调查（LESS）。分别在z=2.8、3.1和4.5处的126、280或92个LAE中没有一个在远红外数据中单独检测到。我们使用叠加探测平均发射到更深的通量极限，达到$1σ$深度~0.1至0.4毫焦耳。在叠层中的$\ge3σ$处也未检测到LAE，尽管对于z=2.8的源在870微米处观察到$2.5σ$信号。我们考虑了广泛的远红外光谱能量分布（SED），包括M82和Sd星系模板，以确定LAEs的远红外光度和远红外衍生恒星形成率的上限。然后将这些恒星形成率与从Ly $α$和UV发射推断的恒星形成率相结合，以确定LAEs Ly $α$逃逸分数（$f_{\rm esc}($ Ly $α$）的下限。对于Sd SED模板，推断的LAE（$f_{\rm esc}($ Ly（$α$））在z=2.8、3.1和4.5处为$\gtrsim30%$（$1σ$），其在这些红移处均显著高于全局$f_{\rm esc}($ Ly（$α$）。因此，如果LAEs（$f_{\rm esc}($ Ly $α$）遵循全球演化，那么它们的远红外SED比Sd星系模板更温暖。平均值和M82 SED产生的LAE $f_…
2014-03-19 astro-ph.CO
Escape of Lyman-alpha and continuum photons from star-forming galaxies
近年来，人们通过窄带Lya线或宽带连续色发现了大量的高红移星系。光子从这些早期星系逃逸过程的性质对于理解星系演化和宇宙再电离至关重要。本文采用宇宙流体力学模拟和三维多波长辐射转移计算相结合的方法，研究了Lya、非电离紫外连续谱（在静止坐标系中l = 1300 - 1600埃）和电离光子（l < 912埃）从星系中的逃逸.这些星系是在一个5^3 h^-3 Mpc^3的盒子中以高分辨率进行模拟的，使用的是天鹰座初始条件，它再现了一个红移z=0的类银河星系。我们发现，这些不同光子的逃逸分数（fesc）显示出对红移和星系性质的复杂依赖：fesc（Lya）和fesc（UV）似乎随着红移而演化，它们与星系性质（如质量、恒星形成、金属丰度和尘埃含量）表现出类似的弱相关性，而fesc（Ion）在z ~ 0 - 10范围内保持大致恒定在~ 0.2，它并没有显示出对星系性质的明显依赖性。fesc（Lya）与fesc（UV）的相关性比与fesc（Ion）的相关性更强。此外，我们还发现了莱曼α发射体（LAEs）的出射光度与电离光子发射率之间的关系。将此关系与观测到的LAEs在不同红移处的光度函数相结合，估计了LAEs对星系际介质再电离的贡献。我们的结果表明，来自LAEs的电离光子不足以在z > 6处消除IGM，但它们可以在z ~ 0 - 5处维持IGM的电离。
2014-02-14 astro-ph.CO
Stellar Populations of Lyman Alpha Emitters at z~6-7: Constraints on the Escape Fraction of Ionizing Photons from Galaxy Building Blocks
我们利用Subaru/Suprime-Cam、UKIRT/WFCAM和Spitzer/IRAC拍摄的深空图像，在Subaru/XMM-牛顿深空巡天（SXDS）视场的0.65 deg^2天区中，研究了z=5.7和6.6的莱曼α发射体（LAEs）的恒星星族。我们首次利用IRAC未探测到的165个（z=5.7）和91个（z=6.6）天体在每个红移点上的多波段叠加图像，获得了z~6-7个LAEs的典型光谱能量分布（SED）。堆积的LAE与具有相似Muv的HST/WFC 3 z-dropout星系一样具有蓝色的紫外连续谱，光谱斜率为β ~-3，但同时它们具有红色的紫外-光学色，在3.6 μ m波段被探测到。利用SED拟合我们发现，堆积的LAE具有~（3-10）*10^7 Msun的低恒星质量，非常年轻的年龄为~1- 300万年，可以忽略的尘埃消光，以及来自电离星际介质的强星云辐射，尽管z=6.6的天体与没有星云辐射的高质量模型拟合得同样好;包含星云发射再现了红色UV-光学颜色，同时保持UV颜色足够蓝。我们推断z~6-7处的典型LAEs是在较低红移处看到的星系的构建块。我们发现一个试探性的减少莱曼α逃逸分数从z=5.7至6.6，这可能意味着在星系际介质中性分数的增加。从星云发射所需的最小贡献来拟合观测到的SED，我们将电离光子的逃逸分数的上限设置为f_esc^ion在z=5.7时为~0.6，在…
2010-09-18 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
On the influence of physical galaxy properties on Lyman-alpha escape in star-forming galaxies
在用于选择高红移星系的不同观测技术中，氢复合线莱曼-α（Lya）特别令人感兴趣，因为它可以测量宇宙学量，例如遥远星系群的恒星形成率。然而，这条线的解释和这些观测值的校准仍然受到严重的不确定性。因此，重要的是要了解在什么条件下Lya线可以用作可靠的恒星形成诊断工具。我们使用一个样品的24个Lya发射器在z ~ 0.3与光学光谱后续计算Lya逃逸分数和它的依赖于不同的物理性质。我们还研究了Lya作为恒星形成率指标的可靠性。我们将这些观察结果与在z = 0 - 0.3处选择的Lya发射体的汇编相结合，以组装更大的样本。Lya逃逸分数显然取决于尘埃消光，遵循关系式fesc（Lya）= C（Lya）x 10^（-0.4 E（B-V）k（Lya）），但斜率比以前报道的要小，k（Lya）= 6.67，C（Lya）= 0.22。然而，相关性并不遵循简单尘埃衰减的预期曲线。我们探索的各种机制比导致fesc（Lya）值以上的连续消光曲线，即增强的Lya输出。我们还观察到Lya的强度和逃逸分数似乎与星系的金属丰度无关。关于Lya作为恒星形成率（SFR）指标的可靠性，我们表明，SFR（Lya）从真正的SFR（跟踪的UV连续）的偏差是所观察到的SFR（UV）的函数，这可以被看作是减少fesc（Lya）随着UV光度的增加。此外，我们观察到这种关系的红移依赖性，揭示了潜在的演化fesc（Lya）与红移。
2013-08-29 astro-ph.CO
Reducing low signal-to-noise FUSE spectra: confirmation of Lyman continuum escape from Haro 11
在宇宙再电离的早期阶段，Galerkin被认为是Lyman连续谱（LyC）光子的主要提供者。然而，对于逸出分数和泄漏背后的机制知之甚少。为了了解更多，人们可以观察局部天体，但到目前为止，只有一个低z星系显示出发射LyC辐射的迹象。Bergvall等人（2006）利用远紫外线光谱探测器（FUSE）的数据，发现蓝色致密星系Haro 11的电离光子绝对逃逸分数（f_esc）为4-10%。然而，Grimes等人（2007）在相同数据集上使用更新版本的还原管道时无法证实这一点，并推导出f_esc \leq 2%的上限。在这里，使用管道CalFUSE v3.2的最新版本，我们的目标是解决Haro 11是否正在发射电离辐射到显著水平的问题。我们还研究了减少管道的微弱目标，如哈罗11的性能。在这些微弱的通量水平下，FUSE和CalFUSE都被推到了极限，并进行了详细的分析。我们发现，非同时背景估计是不充分的，当工作与低信噪比的数据，和一个新的背景模型的基础上开发的检测器响应的直接拟合。应用新的背景拟合，LyC中的显著信号出现在覆盖这些波长的两个检测器段中。因此，在LyC无气辉区域测量的仅夜间数据的通量密度f_900=4.0 *10^{-15} erg/s/cm^2/cm（S/N=4.6）证实了泄漏。这对应于f_esc=3.3 \pm 0.7%的Haro 11的电离光子的绝对逃逸分数。通过研究CII…
2011-07-04 astro-ph.CO
Project Lyman: Quantifying 11 Gyrs of Metagalactic Ionizing Background Evolution
再电离时期的时间和持续时间对宇宙结构的出现和演化至关重要。恒星形成星系、活动星系核和类星体在整个宇宙时间内对元星系电离背景的贡献中所起的相对作用仍然不确定。深层类星体计数提供了对它们作用的深入了解，但由于我们对电离辐射逃逸到星系际介质（IGM）的过程缺乏了解，恒星形成的潜在关键贡献是高度不确定的。从恒星形成星系逃逸的电离光子的比例是模型中使用的一个基本自由参数，用于“微调”发生在13.4和12.7 Gyrs前的再电离时期的时间和持续时间（红移在12 > z > 6之间）。然而，在红移z > 3时，直接观测到在静止坐标系\ion{H}{1}电离边以下发射的莱曼连续谱（LyC）光子越来越不可能，这是由于干扰莱曼极限系统向高z稳定增加。因此，UV和U波段光学带通为直接、近距离和深入观察有利于LyC逃逸的环境类型提供了唯一的希望。通过量化过去110亿年（z < 3）LyC逃逸与局部和全局参数之间关系的演变，我们可以提供关于LyC逃逸分数的确切信息，这对于回答宇宙是如何被电离的问题至关重要。在这里，我们提供了由“特征”（L_{uv} ^*）恒星形成星系发射的电离连续通量的估计，作为回望时间和逃逸分数的函数，发现在z = 1（7.6 Gyrs前），逃逸分数为1%的L_{uv} ^* 星系的通量为10^{-19}尔格cm^{-2} s^{-1} s ^{-1}。
2012-09-14 astro-ph.CO
A Close Relationship between Lyman Alpha and Mg II in Green Pea Galaxies
Mg II 2796，2803双合线常被用来测量星系中的星际介质吸收，从而作为反馈和流出的诊断。然而，Mg II的解释仍然令人困惑，这是由于光子的共振捕获和再发射，类似于莱曼α。因此，在本文中，我们提出了新的MMT蓝通道光谱仪观测Mg II的10个绿豌豆星系的样本在z~0.2-0.3，其中莱曼α先前观察到的宇宙起源光谱仪在哈勃太空望远镜。与强大的，（大多）双峰莱曼阿尔法配置文件，这些星系允许我们观察镁II在低H I柱密度的限制。我们发现强Mg II发射和很少或没有吸收。我们使用光电离模型表明，星云Mg II从H II区是不可忽略的，和Mg II/[OIII] 5007与[OIII] 5007/[OII] 3727的比例形成一个紧密的序列。使用这个关系，我们预测固有的镁II通量，并表明镁II逃逸分数范围从0到0.9。我们发现，镁II逃逸分数密切相关的莱曼α逃逸分数，和镁II线配置文件显示更广泛和更多的红移排放时，逃逸分数低的证据。这些趋势是预期的，如果逃逸分数和速度分布的莱曼阿尔法和镁II的形状共振散射在相同的低柱密度气体。由于与莱曼α的密切关系，Mg II可以作为再电离时代的有用诊断，在那里莱曼α和莱曼连续谱光子不容易观察到。
2018-03-27 astro-ph.CO astro-ph.GA
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
Nebular emission and the Lyman continuum photon escape fraction in CALIFA early-type galaxies
利用CALIFA巡天的深积分场光谱数据对32个邻近早型星系的暖星际介质进行了研究。我们提出了一个尝试性的细分我们的样本ETGs分为两组，根据他们的哈等效宽度（EW）和莱曼连续（LyC）光子逃逸分数（PLF）。类型i ETG显示出几乎恒定的EW和PLF~0，这表明后AGB星的光电离是其微弱的双核星云发射的主要驱动力。II型ETG的特征在于非常低的、向外增加的EW，以及在它们的中心处大至约0.9的PLF。这样的性质指向低的且向内减小的WIM密度和/或体积填充因子。我们认为，由于广泛的LyC光子泄漏，发射线的亮度和电子战减少了至少一个数量级的II型ETG核。因此，这些ETG的线弱点本身并没有令人信服的证据表明它们只包含“弱”（亚爱丁顿吸积）的活动星系核（AGN）。事实上，LyC光子逃逸，这迄今尚未被考虑，可能构成一个关键因素，在理解为什么许多ETG的活动星系核活动在无线电连续谱和/或X射线波长的突出签名只显示微弱的发射线和活动星系核活动的微弱签名在其光谱。的LyC光子逃逸，结合稀释的核电子战的视线整合通过一个三轴恒星主机，可以系统地阻碍检测活动星系核的气体贫乏的星系球状体通过光学发射线光谱。我们进一步发现，i型和ii型ETG在其平均BPT线比率方面差异很小（约0.4 dex），这在两种情况下都是LINER的特征。这可能暗示了ETG中WIM的特定3D属性的投影亮度加权BPT比的简并性。（节…
2013-06-10 astro-ph.CO
He II optical depth and UV escape fraction of galaxies
本文研究了高红移星系逃逸的H I电离光子对He II电离紫外背景辐射的影响。虽然这些光子不直接与He II离子相互作用，我们表明，他们发挥了重要的作用，通过辐射传输，在修改的形状，他II电离的UVB光谱的一部分。在所观察到的范围内的紫外线逃逸星系，我们表明，快速增加的He II莱曼α有效光学深度在z~2.7自然可以解释的辐射输运效应。因此，一个很好的测量He II莱曼α有效光学深度和红移之间的关系，在后He II再电离时代，可以用来放置额外的约束从高Z星系的紫外逃逸的红移演化。我们的研究还表明，H I电离光子从星系的逃逸分数有一个重要的作用，在He II电离UVB的波动。
2013-02-26 astro-ph.CO
The cool side of Lyman Alpha Emitters
我们扩展了以前的研究莱曼阿尔法发射体（LAEs）的基础上流体动力学宇宙学模拟，包括两个物理过程LAEs的重要：（a）莱曼阿尔法和连续发光冷却碰撞激发HI在星系中产生的，（b）尘埃的形成和演变，我们遵循这些过程的星系星系的基础上。HI冷却平均贡献了恒星产生的莱曼α辐射的16-18%，但这个值在低质量LAE中可能要高得多，如果HI是cluerous，这个值会进一步增加。连续光谱的光度几乎完全由恒星源控制。星系的尘埃含量与恒星质量成正比，M_{dust}与M_*^0.7和恒星金属丰度Z_* 成正比，使得M_{dust}与Z_*^1.7成正比。结果表明，大质量星系的Lyman α逃逸分数低至f α =0.1，LAE平均值随红移的增加而减小，在z =（5.7，6.6）时为（0.33，0.23）。紫外连续谱逃逸分数与红移呈现相反的趋势，可能是由于团簇演化的结果。该模型成功地再现了观测到的莱曼阿尔法和紫外光度函数在不同的红移和莱曼阿尔法等效宽度散射在很大程度上，虽然观察到的分布似乎比预测的更广泛。我们讨论这种紧张局势的可能原因。
2009-11-06 astro-ph.CO
Lyman alpha Radiative Transfer with Dust: Escape Fractions from Simulated High-Redshift Galaxies
莱曼α发射线是探测星系形成和演化的重要诊断工具。它不仅通常是高红移星系中可观测到的最强谱线，而且从它的形状可以揭示出它的宿主星系的详细信息。然而，由于Lya光子的散射性质以非平凡的方式增加了它们的路径长度，如果星系中存在尘埃，则该线可能会受到严重抑制，其形状也会改变。为了正确地解释观测结果，知道有多少发射的光实际上逃离了星系是至关重要的。本文结合高分辨率宇宙学流体模拟和包含先进尘埃模型的自适应细化蒙特卡罗Lya辐射转移程序，计算了高红移（z = 3.6）星系Lya辐射的逃逸分数f_esc。除了平均逃逸分数外，还研究了不同方向和不同位置的fesc的变化及其对出射光谱的影响。从一个具有代表性物理性质的模拟星系样本中发现，逃逸分数随着星系维里质量M_vir的增加而减少，从M_vir ~ 10^9 M_sun的接近1的f_esc到M_vir ~ 10^12 M_sun的小于10%的f_esc。尽管尘埃几乎是灰色的，它被发现，出射光谱的影响是不均匀的，与逃逸分数的光子靠近线中心的远高于那些在翅膀，从而有效地缩小Lya线。
2009-07-16 astro-ph.CO astro-ph.GA
The ionizing photon budget and effective clumping factor in radiative transfer simulations calibrated to Lyman-alpha forest data
本文利用JWST电离光子效率测量，在经XQR-30莱曼α森林校准的ATON-HE辐射转移模拟中约束逃逸率和有效成团因子，发现寡头源模型在高红移受排斥。
2024-12-02 astro-ph.CO
Empirical Constraints on the Star Formation & Redshift Dependence of the Lyman Alpha `Effective' Escape Fraction
我们推导出经验约束的体积平均“有效”逃逸分数的莱曼阿尔法（Lya）光子从恒星形成星系的红移的函数，通过比较恒星形成函数直接从观测推断，观测到的Lya光度函数。我们的分析表明，有效逃逸分数从z=0时的f_esc^eff ~ 1- 5%增加到z=3-4时的f_esc^eff ~ 10%，以及z=6时的f_esc^eff=30- 50%。我们在z=6的约束位于不包括风的模型的预测之上，因此暗示了风在Lya转移过程中的重要性（甚至）在这个红移。我们可以用不依赖于星系恒星形成率（SFR）的f_esc^eff重现Lya光度函数，Lya光度可达~2个数量级。在f_esc ^eff有较大散射（~ 1.0 dex）的模型中，和/或在恒星形成星系只有一小部分寿命或一小部分视线具有非零f_esc ^eff的模型中，有可能重现f_esc^eff随SFR减小的光度函数--这似乎更受脱落星系观测的青睐。我们提供了一个拟合公式来总结我们的发现。
2013-08-13 astro-ph.CO astro-ph.GA
The visibility of Lyman Alpha Emitters: constraining reionization, ionizing photons and dust
利用GADGET-2宇宙学模拟方法，结合尘埃模型和辐射转移程序（pCRASH），建立了高红移Lyman α辐射源的物理模型。我们使用5个不同的氢电离光子逃逸分数值（f_esc= 0.05，0.25，0.5，0.75，0.95）对pCRASH宇宙学模拟进行后处理，直到再电离完成，即平均中性氢分数降至<X_HI>~10^-4。然后，将模型结果与观测到的z~6.6处LAEs的Lya和UV光度函数相匹配的唯一自由参数是Lyman Alpha（Lya）和连续光子从银河系环境中的相对逃逸（f_alpha/f_c）。我们发现了一个三维简并，使得理论模型可以与IGM Lya透射<T_alpha>率LAE~38-50%（<X_HI>对于高斯发射线，其转化为~0.5-10^-4）、f_esc~0.05-0.50和f_alpha/f_c~0.6-1.8的观测结果相一致。
2014-05-06 astro-ph.CO
Revisiting the Lyman Continuum Escape Crisis: Predictions for z > 6 from Local Galaxies
电离莱曼连续谱光子的内禀逃逸分数（$f_{esc}$）对于理解星系是否能够在z>6时再电离早期宇宙中的中性氢是至关重要的。不幸的是，直接观测不可能获得z>4的$f_{esc}$，并且对低红移星系的少数测量一致地发现$f_{esc}$ <10%，而对于主导再电离的星系，至少$f_{esc}$ ~ 10%是必需的。在这里，我们提出的第一个经验预测$f_{esc}$在z>6结合[OIII]/[OII]和$f_{esc}$之间的关系（稀疏填充）与红移演变的[OIII]/[OII]预测从本地高z类似物选择其H $α$等效宽度。对于log（M/M $_{sun}$）~ 9.0（误差为1 $σ$）的星系，我们发现在z=6时$f_{esc}$ = $5.7_{-3.3}^{+8.3}$ %，在z=9时$f_{esc}$ = $10.4_{-6.3}^{+15.5}$ %.然而，有一个负相关的恒星质量，我们发现高达50%的大$f_{esc}$每0.5德克斯减少恒星质量。群体平均逃逸分数根据$f_{esc}$ = $f_{esc,0} ((1+z)/3)^a$增加，对于log（M/M $_{sun}$）~ 9.0，z > 2时的$f_{esc,0} = 2.3 \pm 0.05$ %和$a=1.17 \pm 0.02$。通过我们对$f_{esc}$的经验预测（从而修正了一个重要的未知变量）以及对聚集因…
2016-11-06 astro-ph.CO astro-ph.GA
The Low-Redshift Lyman Continuum Survey I: New, Diverse Local Lyman-Continuum Emitters
赖曼连续谱（LyC）光子的起源负责宇宙的再电离是未知的和高度争议。由于星系际介质的吸收，从再电离时代检测LyC光子是不可能的，这促使了几种间接诊断的发展，以推断星系通过研究较低的红移类似物贡献LyC光子来重新电离宇宙的速率。我们提出的低红移莱曼连续巡天（LzLCS）包括测量与HST/COS的z=0.2-0.4的66个星系的样本。经过仔细处理的FUV光谱，我们得到了总共35个莱曼连续发射体（LCE）检测到97.725%的置信度，近三倍的已知本地LCE的数量。我们估计逃逸分数从检测到的LyC通量和未检测到的LyC通量的上限，找到一个范围内的LyC逃逸分数高达50%。在35个LzLCS LCE中，有12个的LyC逃逸分数大于5%，是具有宇宙学相关LyC逃逸的已知局部LCE数量的两倍多。
2022-01-27 astro-ph.CO astro-ph.GA
Effects of photon trapping on the Lyman-alpha properties of star-forming galaxies
最近的观测表明，大量的莱曼α发射体（LAEs）在高红移z >= 3具有异常高的Lya等效宽度（EW > 400埃）。然而，这些高电子战的起源是一个悬而未决的问题。在这里，我们调查的影响，光子捕获的Lya EW和其他性质的跟踪球星系云的Lya辐射转移。我们发现，延迟逃逸的Lya光子可以改变Lya的性质显着。在Lya光子可以同时逃逸的从光学厚到光学薄的过渡阶段期间，EW可以被提升到~ 1000埃，Lya光度可以增加几倍，并且线轮廓可以显著加宽。增强因子似乎取决于星系的性质，如质量和恒星形成速率和时间尺度，因此，未来的调查结合三维Lya RT计算与宇宙学模拟的星系形成和演化是必要的，以充分了解早期恒星形成星系的Lya属性。
2013-11-13 astro-ph.CO
Redshift evolution of Lyman continuum escape fraction after JWST
本研究基于JWST观测，利用无衰减模型（AFM）分析z>10星系的辐射驱动外流对莱曼连续谱逃逸率f_esc的影响，揭示其随红移增加的演化规律，解释了高红移星系平均紫外光谱斜率β的下降趋势。
2025-08-22 astro-ph.CO astro-ph.GA
On the (non-)enhancement of the Lyman α equivalent width by a multiphase interstellar medium
有人认为辐射转移效应可以解释偶尔从星爆星系中观察到的Lya线异常高的等效宽度（EW），特别是在高红移处。如果尘埃被锁定在分散在空的云间介质中的高密度云中，Lya光子可以从云的表面散射，有效地将它们的旅程限制在无尘介质中。另一方面，连续辐射不会散射，因此会被云层吸收。当观察到Lya EW高于理论预期时，通常会调用此方案，尽管通常不考虑得出结果的理想条件。在这里，我们系统地检查在这个理想化的框架中的相关物理参数，测试是否有任何天体物理现实的情况下，可能会导致这样的效果。结果发现，虽然块状确实有利于逃逸的Lya，这是非常不可能的，任何真正的星际介质应导致优先逃逸的Lya连续辐射。其他可能的原因进行了讨论，并得出结论，所观察到的高EW更可能是由冷吸积和/或各向异性逃逸的Lya辐射的冷却辐射。
2012-11-12 astro-ph.CO
MgII in the JWST Era: a Probe of Lyman Continuum Escape?
有限的约束条件的演变莱曼连续（LyC）逃逸分数代表的主要不确定性之一，在理论上确定的再电离历史。由于星系际介质（IGM）的介入，在再电离时期直接观测LyC光子的可能性非常小。由于这个原因，已经鉴定了多种LyC逃逸的间接探针，其中一些用于鉴定低红移LyC泄漏物（例如O32），而其他探针主要用于$z>6$（例如[OIII]/[CII]远红外发射）。在2796 $\dot{\rm A}$和2803 $\dot{\rm A}$处的共振MgII双峰发射的通量比以及MgII光学深度最近被提出作为可以在具有JWST的$z>6$处采用的LyC泄漏的理想诊断。使用国家的最先进的宇宙学辐射流体动力学模拟后处理的云和共振线辐射转移，我们测试是否镁II确实是一个有用的探针LyC泄漏。我们的模拟表明，大多数明亮的，恒星形成的星系与高LyC逃逸分数预计将是镁II发射器，而不是吸收器在$z=6$。然而，我们发现，MgII的双重通量比是一个更敏感的指标，而不是中性氢的尘埃，限制其使用作为一个LyC泄漏指标，只有在光学薄制度的星系。鉴于其共振性质，我们表明，镁II将是一个令人兴奋的探测高红移星系在即将到来的JWST观测复杂的运动学。
2022-05-23 astro-ph.CO astro-ph.GA
The physics of Lyman-alpha escape from disc-like galaxies
氢发射线可以提供有关本地和高红移宇宙中恒星形成星系的广泛信息。本文采用高分辨率的孤立Milky Way辐射流体力学模拟，利用SMUGGLE星系形成模型，详细研究了Lyman连续谱（LyC）、Lyman α（Lyα）和Balmer线（Hα和H \b{eta}）的辐射转移。现实的框架包括恒星反馈，非平衡热化学，和尘埃颗粒在星际介质（ISM）的演变。我们扩展了我们的宇宙Lyα转移（COLT）程序，用光电离平衡蒙特卡罗辐射转移进行自洽的端到端（非）共振线预测。精确的LyC再处理到复合发射需要模拟灰尘（27.5%），氦电离（8.7%）和各向异性逃逸分数（7.9%）的预吸收，因为这些减少了氢线发射（55.9%）的可用预算。我们调查的多相尘埃ISM，光盘的几何形状，气体运动学，和恒星形成活动在管理的物理发射和逃逸的作用，专注于时间的变化，气相结构，和空间，光谱和视角的依赖性的出射光子。孤立盘模拟非常适合与当地Hα巡天进行全面的观测比较，但需要适当的宇宙学环星系介质（CGM）环境以及较少的尘埃吸收和旋转增宽，才能作为高红移Lyα发射星系的模拟。未来我们的框架将应用于下一代星系形成的宇宙学模拟，包括解决<10 pc多相ISM和<1 kpc CGM结构的辐射流体动力学，这将为当前和即将到来的Lyα观测提供重要的见解和预测。
2022-09-26 astro-ph.CO astro-ph.GA
Lyα Emission from High Redshift Sources in COSMOS
本文研究了从中窄带观测中选出的244个源（其中95个为Lyman Break Galeries（LBG），106个为Lyman Alpha Emitter（LAEs））在z~4.2，z~4.8，z~5.6的光谱测量的Lyα等效宽度和逃逸分数。这些源是从宇宙演化巡天（COSMOS）中选择的，并使用DEIMOS摄谱仪进行观测。我们发现，无论是LBG选择源还是中/窄带LAEs，等效宽度的分布都没有随红移的变化而变化。我们还发现，中窄带LAEs的Lyα逃逸分数平均高于LBG选择源的逃逸分数，且变化范围更大。逃逸分数与红移不存在依赖关系。类似于在低红移的LAEs中所发现的，具有最高折射率的源显示出最低的逃逸分数。逃逸分数的范围随着消光的减小而增大。这表明尘埃消光是影响Lyα光子逃逸的最重要因素，但在低消光比下，其他因素如HI覆盖率和气体运动学也能有效地抑制Lyα光子的逃逸。
2012-08-29 astro-ph.CO
On the redshift-evolution of the Lyman-alpha escape fraction and the dust content of galaxies
Ly-alpha发射线已被证明是研究最高红移星系演化的有力工具。然而，为了使用Lya作为星系的物理探测器，了解Lya逃逸分数（fescLya）变得至关重要。不幸的是，由于Lya的共振性质，fescLya可能不可预测地变化，并且需要经验测量。在这里，我们编译Lya光度函数之间的红移z=0和8，结合H-α和紫外线数据，评估如何fescLya与红移的演变。我们发现fescLya在z=0.3-6的范围内有一个很强的向上演化，这与幂律fescLya \propto（1+z）^ε很好地拟合，其中ε =（2.57_-0.12^+0.19）。这预测fescLya应该在z=11.1时达到1。通过比较fescLya和E（B-V）在单个星系，我们得到了一个经验关系fescLya和E（B-V），其中包括共振散射和可以解释的红移演化fescLya之间的z=0和6纯粹作为一个函数的星系的尘埃含量的演变。超过z~6.5，fescLya下降得更明显;这是由于电离光子泄漏或星系际介质中中性气体比例增加的影响。虽然区分这两种情况可能是非常具有挑战性的，通过这种方式框架的问题，我们消除了从Lya为基础的再电离测试晕质量的不确定性。最后，我们推导出一种新的方法，通过它来估计尘埃含量的星系纯粹的基础上所观察到的Lya和UV LF。这些数据的特征在于具有约3.5的e折叠红移的指数。
2011-01-05 astro-ph.CO
Tidally offset neutral gas in Lyman continuum emitting galaxy Haro 11
本研究通过21厘米谱线成像邻近再电离类比星系Haro 11，发现并合相互作用使中性氢整体偏移星系中心约6千秒差距，揭示了星系相互作用可同时提升莱曼连续谱产生量并推动其逃逸，为理解宇宙再电离机制提供新依据。
2023-12-19 astro-ph.CO astro-ph.GA
Predicting Lyman-alpha escape fractions with a simple observable: Lyman-alpha in emission as an empirically calibrated star formation rate indicator
莱曼α（Lya）本质上是活动星系发出的最亮的线。虽然它起源于许多物理过程，但对于恒星形成星系来说，内在Lya光度是最大质量的O型和早期B型恒星产生的莱曼连续谱（LyC）辐射的直接示踪剂，寿命为几百万年。因此，Lya光度应该是一个很好的瞬时恒星形成率（SFR）指标。然而，由于Lya逃逸分数f $_{esc,Lyα}$的不确定性，其共振性质和对作为静止帧UV光子的尘埃的敏感性使得Lya非常难以解释。在这里，我们探讨了在z=2.2的CALYMHA调查，在z=2.2-2.6的Lya发射体（LAEs）的后续行动和LAEs的z~0-0.3汇编的结果，以直接测量f $_{esc,Lyα}$与H-α（Ha）。我们推导出一个简单的经验关系，鲁棒地检索作为一个函数的Lya休息帧EW（EW $_0$）的f $_{esc,Lyα}$：f $_{esc,Lyα}$ = 0.0048 EW $_0$ [A] $\pm0.05$，我们表明，它约束了一个定义良好的反相关性电离效率和尘埃消光LAEs。观测到的Lya光度和EW $_0$是容易测量的量在高红移，从而使我们的关系一个实用的工具，估计内在的Lya和LyC光度下良好控制和简单的假设。我们的研究结果允许观测到的Lya光度被用来计算SFR的LAEs在z~0-2.6内的0.2 dex的哈尘校正的SFR。我们应用我们的经验SFR（Lya，EW $_0$）校准几个源在…
2019-02-04 astro-ph.CO astro-ph.GA
Beamed Lyman Alpha Emission through Outflow-Driven Cavities
我们调查的辐射转移的莱曼α光子通过简化的各向异性气体分布，这代表了流行的“壳模型”的物理动机的扩展。我们的研究是出于这样一个概念，即（i）壳模型并不总是重现观测到的莱曼α谱线轮廓，（ii）（典型）壳模型不允许电离光子逃逸，（iii）观察和期望风是更复杂的，各向异性的现象。我们研究了倾斜对莱曼α谱，相对通量和逃逸分数的影响。我们发现通量被增强/抑制的因素取决于模型的参数范围，对应于相同幅度的等效宽度的提升，如果我们忽略灰尘。一般来说，较低的平均光学深度往往会减少各向异性的影响，正如预期的那样。我们发现观察到的峰值之间的相关性-偶尔三重峰-频谱在系统速度和存在的低光学深度腔沿视线。这在寻找从高红移星系泄漏的电离光子时可能很重要，因为这些光子也将能够通过空腔逃逸。
2014-01-22 astro-ph.CO astro-ph.GA
The Low-Redshift Lyman Continuum Survey: The Roles of Stellar Feedback and ISM Geometry in LyC Escape
本研究通过堆叠89个z~0.3星系的HST/COS观测，揭示恒星反馈与ISM几何对LyC逃逸的作用，发现年轻恒星与机械反馈共同促成高逃逸率。
2024-09-18 astro-ph.CO astro-ph.GA
Strong C IV emission from star-forming galaxies: a case for high Lyman continuum photon escape
找到可靠的指标莱曼连续体（LyC）光子泄漏星系是必不可少的，以推断其逃逸分数的时代的再电离，直接测量LyC通量是不可能的。为此，在这里，我们调查是否强大的C IV $λλ1548,1550$发射在星系的休息帧紫外光谱的痕迹条件成熟的充分生产和逃逸的LyC光子。我们编译了一个样本的19个恒星形成星系的红移范围$z=3.1-4.6$从范德尔调查，表现出强烈的C IV发射，产生一个堆叠的光谱，所有主要的休息紫外线发射线被清楚地检测到。包含恒星和星云发射的最佳拟合光谱能量分布模型表明，需要低恒星金属丰度（$Z=0.1-0.2\,Z_\odot$），年轻恒星年龄（$\log(\rm{age/yr}) = 6.1-6.5$），高电离参数（$\log U = -2$）和几乎没有尘埃衰减（$E(B-V)=0.00-0.01$）。然而，这些模型无法完全再现所观察到的C IV和He II线强度。我们发现，在堆叠光谱中的Ly $α$线是强的，并且峰值接近系统速度，这些特征指示沿着视线的显著LyC光子泄漏。低电离星际吸收线的覆盖分数也很低，这意味着在$\approx 0.05-0.30$范围内的LyC逃逸分数，具有流出气体的特征。最后，对于一个具有两条谱线的可靠探测的单个星系子集，C IV/C III]比值>0.75也与能够实现显著LyC泄漏的物理条件一致。总体而言，我们报告说，多个光谱指标的LyC泄漏存…
2022-10-21 astro-ph.CO astro-ph.GA
Narrowband Lyman-Continuum Imaging of Galaxies at z ~ 2.85
我们目前的调查结果z~2.85莱曼连续统（LyC）的排放在HS 1549 +1933领域和地方的电离辐射逃逸量的恒星形成星系的限制。使用一个定制的窄带滤波器（NB 3420）调谐到低于莱曼极限的波长在z>=2.82，我们探测LyC光谱区的49个莱曼break星系（LBG）和91个Lya发射体（LAE）光谱确认在z>=2.82。在NB 3420中检测到4个LBG和7个LAE。使用V波段数据探测的休息帧非电离紫外线，我们观察到，许多NB 3420检测到的星系表现出空间偏移之间的LyC和非电离紫外线发射，其特征是非常蓝色的NB 3420-V的颜色，对应于低比率的非电离辐射（F_UV/F_LyC），在紧张局势与当前的恒星星族合成模型。我们测量了LBG和LAE样本的F_UV/F_LyC的平均值，校正了IGM中的前景星系污染和HI吸收。我们发现（F_UV/F_LyC）_corr^LBG=82 +/- 45和（F_UV/F_LyC）_corr^LAE=7.4 +/- 3.6。这些通量密度比分别对应于相对LyC逃逸分数f_esc，rel^LBG=5-8%和f_esc，rel^LAE=18- 49%，绝对LyC逃逸分数f_esc^LBG=1-2%和f_esc^LAE=5- 15%，以及恒星形成星系的共动LyC发射率为8.8-15.0 x 10^24尔格/s/Hz/Mpc ^[3]。为了研究有和没有L…
2013-10-04 astro-ph.CO
HI Lyman-alpha equivalent widths of stellar populations
我们已经编制了一个图书馆的恒星莱曼α等效宽度O和B星使用模型大气代码CMFGEN和TLUSTY，分别。早期O型到中期B型恒星的等效吸收宽度范围从0到30 μ m。这个库的目的是预测潜在的恒星莱曼α吸收的恒星星族的恒星形成星系星云莱曼α发射。我们实现了网格的个人等效宽度的Starburst 99人口合成代码生成合成莱曼α等效宽度代表恒星形成的历史。在1000万年后观测到的星暴将产生一条恒星莱曼α线，其等效宽度为$\sim$ -10 $\pm$ 4 λ，在萨尔皮特初始质量函数的吸收下。较低的值（较深的吸收）表示瞬间爆发，较高的值（较浅的线）表示连续的恒星形成。根据星云莱曼α光子的逃逸分数，恒星莱曼α对总轮廓的影响范围从可忽略到占主导地位。如果星云逃逸分数是10%，恒星吸收和星云发射等效宽度变得可比的连续恒星形成年龄为10至20万年。
2013-10-04 astro-ph.CO astro-ph.SR
The production and escape of Lyman-Continuum radiation from star-forming galaxies at z~2 and their redshift evolution
我们研究了电离光子的产生率的588 H PDMATHAMM发射体（HAE）和160莱曼-PDMATHAMM发射体（LAES）在PDMATHAMN在COSMOS领域，以评估隐含的发射率从星系，根据他们的紫外光度。通过用GALEX/ $NUV$数据探索静止框架莱曼连续统（LyC），我们通过中值（平均值）叠加找到f $_{\rm esc} < 2.8\, (6.4)$ %。通过结合H $α$光度密度与IGM发射率测量的吸收研究，我们发现一个全球平均的$\langle$ f $_{\rm esc}\rangle$的$5.9^{+14.5}_{-4.2}$ %在$z=2.2$，如果我们假设HAE是电离光子的唯一来源。我们发现在$z\approx3-5$处的全局$\langle$ f $_{\rm esc}\rangle$的类似低值，也排除了在$z<5$处的高$\langle$ f $_{\rm esc}\rangle$。这些低逃逸分数使我们能够测量$ξ_{ion}$，即每单位紫外光光度产生的电离光子数，并研究这如何取决于星系的性质。我们发现HAE的典型$ξ_{ion} \approx 10^{24.77\pm0.04}$ Hz erg $^{-1}$和LAE的典型$ξ_{ion} \approx 10^{25.14\pm0.09}$ Hz erg $^{-1}$。LAE和低质量HAE在$z=…
2016-11-15 astro-ph.CO astro-ph.GA
The spectral evolution of the first galaxies. II. Spectral signatures of Lyman continuum leakage from galaxies in the reionization epoch
从z>6星系逃逸的电离光子的比例（fesc）是评估这些天体在宇宙再电离中的作用时的一个重要参数，但星系际介质的不透明性排除了在这些时期直接测量单个星系的fesc。我们认为，由于fesc调节星云发射对星系光谱的影响，它仍然应该是可能的间接探测fesc以及再电离时代。作为第一步，我们证明，通过结合测量的休息帧的UV斜率β与Hb发射线的等效宽度，具有非常高的莱曼连续逃逸分数（fesc>0.5）的星系应该是可识别的z~9通过光谱与即将到来的詹姆斯韦伯太空望远镜（JWST）。以低红移星系团后面的强透镜星系为目标，可以获得质量足够好的JWST谱，其中M（1500）<-16.0的星系在z~7，M（1500）<-17.5的星系在z~9。尘埃遮蔽的恒星形成可能会使分析复杂化，但ALMA或计划中的SPICA任务的支持观测可能会对这些星系的尘埃性质提供有用的限制。
2013-08-31 astro-ph.CO
Evidence for a low Lyman Continuum Escape fraction in three Massive, UV-bright galaxies at z > 7
虽然低质量恒星形成星系是再电离过程的主要候选者，但我们不能最终排除高质量恒星形成星系作为候选者。虽然大多数模拟表明前者是最好的候选者，但一些模型表明，在z > 6的大质量，紫外线明亮的星系-“寡头”-至少占电离预算的80%。为了验证这一假设，我们在档案数据中以z > 7处的大质量（log 10（M*[Msol]）> 10）、UV亮（MUV ~ -22）Lya发射体为目标，这些发射体是用类似分辨率的光谱仪（VLT/X-shooter和Keck/MOSFIRE）观察到的。为了增加我们结论的可靠性，我们将所有光谱叠加，并获得24.75小时的深度叠加光谱。堆叠的Lya曲线显示出明显的不对称红色峰，并且不存在蓝色峰。此外，我们估计的内在堆叠的Lya配置文件，我们的目标通过校正IGM传输使用一系列的中性氢馏分，发现没有显着变化的配置文件。我们测量到速度偏移Vred > 300 km/s，并且在我们的红色峰A ~3中测量到不对称性。利用不同的模型和估计，如峰分离，红峰的不对称性，Lya和Hb之间的比率和β斜率，我们得出结论，这三个UV明亮，质量（10^10 Msol），z > 7星系的逃逸分数为fesc（LyC）<10%。
2023-01-09 astro-ph.CO astro-ph.GA
Lyman-alpha emission properties of simulated galaxies: interstellar medium structure and inclination effects
[摘要]目的。本文的目的是评估的影响的星际介质（ISM）物理莱曼α（Lya）辐射传输和量化的星系方向相对于视线改变观测签名。方法.我们比较了Lya辐射传输的计算结果，通过ISM的几个理想化的星系模拟与不同的ISM模型。结果首先，ISM的小尺度结构化在形成星系的Lya性质中起着决定性的作用，G1的ISM人为地温暖，因此是平滑的，在Lya线中心产生了50%的逃逸分数，并产生对称的双峰轮廓。相反，在G2中，大多数年轻恒星都嵌入在厚厚的恒星形成云中，结果是逃逸分数低了10倍。G2还显示出更强的外流速度场，这有利于红移光子的逃逸，从而导致不对称的Lya线。其次，G2的Lya性质强烈依赖于它被观察到的倾斜度：从边缘到正面，线从具有-5埃的等效宽度的双峰轮廓变为具有EW 90埃的15倍更明亮的红移非对称线。结论. Lya辐射传输计算只能在星系被分解为巨大分子云的模拟中产生真实的性质，使这些计算超出了当前大规模宇宙学模拟的范围。最后，我们发现Lya光子的倾斜效应要比连续辐射强得多。这可能会在窄带Lya发射器调查的选择函数中引入严重的偏差，这确实可能会错过高z星系群的很大一部分。
2012-08-23 astro-ph.CO
A Deep HST Search for Escaping Lyman Continuum Flux at z~1.3: Evidence for an Evolving Ionizing Emissivity
我们获得了15个z~1.3的星暴星系在GOODS场中的深哈勃空间望远镜远紫外图像，以寻找逃逸的莱曼连续谱光子。这些是在这么大的面积（4.83弧分^[2]）上拍摄到的最深的远紫外图像（m_{AB} =28.7，3σ，1”直径），并为任何红移的星系提供了最佳的逃逸分数约束。我们没有探测到任何单独的星系，3σ极限的莱曼连续统（~700 μ m）通量比静止坐标系UV（1500 μ m）连续统通量暗50- 149倍（以f_nu计）。校正平均IGM衰减（因子~2）以及恒星固有的莱曼破裂（~3），这些限制转化为相对逃逸分数限制f_{esc,rel} <[0.03，0.21]。叠加极限为f_{esc,rel}（3σ）<0.02。我们使用蒙特卡罗模拟来正确解释IGM不透明度的预期分布。当包括以前的调查在z~1.3的限制，我们发现，在95%的置信水平，不超过8%的恒星形成星系在z~1.3可以有相对逃逸分数大于0.50。或者，如果大多数星系的逃逸莱曼连续统很小，但不为零，那么逃逸分数不可能超过0.04。叠加极限和来自蒙特卡罗模拟的极限两者均表明，在z~1.3处的平均电离发射率（相对于非电离UV发射率）显著低于在z~3处的莱曼断裂镓（LBG）中观察到的。如果恒星形成星系的电离辐射率实际上随红移而增加，这将有助于解释IGM在z>4时的高光电离率和星系际介质在z>6时的再电离率。[删节]
2010-01-19 astro-ph.CO astro-ph.GA
Ubiquitous broad-line emission and the relation between ionized gas outflows and Lyman continuum escape in Green Pea galaxies
本文研究了20个低红移莱曼连续谱发射体的电离气体运动学，发现宽发射线成分与LyC逃逸分数显著相关，表明由强反馈驱动的气体湍流和外流为LyC光子逃逸创造了通道，并提出蓝移宽发射可作为间接诊断LyC逃逸的新方法。
2024-02-15 astro-ph.CO astro-ph.GA
The Low-Redshift Lyman Continuum Survey II: New Insights into LyC Diagnostics
在再电离时期（z { \gtrsim } 6），由于星系间的H I吸收，不能观测到莱曼连续谱（LyC）。为了识别莱曼连续谱发射体（LCE）并推断逃逸LyC的比例，天文学家开发了各种LyC逃逸的间接诊断。使用测量的LyC从低红移莱曼连续巡天（LzLCS），我们提出了这些诊断的第一个统计检验。虽然基于Lyα的光学深度指标，如峰值速度分离和等效宽度，表现良好，但我们也发现其他诊断，如[O III]/[O II]通量比和恒星形成率表面密度，预测星系是否是LCE。这些星系的属性和逃逸LyC通量的分数之间的关系表明，LyC逃逸强烈依赖于H I柱密度，电离参数，和恒星反馈。我们发现LCEs占据了一系列的恒星质量，金属丰度，恒星形成的历史，电离参数，这可能表明情节和/或不同的物理原因LyC逃逸。
2022-03-29 astro-ph.CO astro-ph.GA
The abundance of Lyman-(α) emitters in hierarchical models
我们提出了预测的丰富的赖氨酸- $α$发射器的分层结构形成模型。我们使用{ \tt GALFORM}半分析模型来探索有关Ly- $α$光子逃逸分数、宇宙再电离红移和宇宙学密度参数的不同假设对预测计数的影响。一个模型与一个固定的逃逸分数给出了一个非常好的匹配观察到的计数在一个很宽的红移间隔。我们提出了预测的预期计数在一个典型的观察与多单元光谱探测器仪器提出的甚大望远镜。
2004-11-08 astro-ph astro-ph.CO
Ly alpha escape during cosmological hydrogen recombination: the 3d-1s and 3s-1s two-photon processes
我们给出了莱曼α光子的辐射转移方程的一个公式，它允许我们包括宇宙学氢复合过程中3s-1 s和3d-1 s衰变通道的双光子修正。我们用这个方程来计算的Lyman α光子在氢复合过程中的Sobolev逃逸概率的修正，然后让我们计算的变化，在自由电子分数和CMB温度和偏振功率谱。结果表明，在z~1400处，与Sobolev近似相比，有效逃逸几率变化了DP/P ~+ 11%.在z~1190处，这使氢的复合速度加快了DN_e/N_e ~- 1.6%，这意味着|DC_l/C_l| l >~ 1500时约为1%-3%，CMB功率谱中最大值和最小值的位置发生了偏移。这些修正对于分析未来的资本市场管理局数据将是重要的。总校正是三个独立过程叠加的结果，涉及（i）问题的时间依赖性方面，（ii）由于莱曼α线附近的发射和吸收轮廓形状与正常洛伦兹线的量子力学偏差引起的校正，以及（iii）热力学校正因子，这是非常重要的。所有这些修正在Sobolev近似中都被忽略了，但它们在未来的CMB观测中很重要。所有这三个可以自然地获得在莱曼α吸收过程的双光子配方。然而，修正（i）和（iii）也可以在正常的“1+1”光子语言中推导出来，而不一定要去双光子图像。因此，只有（ii）是真正相关的量子力学方面的双光子过程（删节）
2009-04-02 astro-ph.CO astro-ph.GA
The Synchrony of Production & Escape: Half the Bright Ly$α$ Emitters at $z\approx2$ have Lyman Continuum Escape Fractions $\approx50\%$
恒星形成星系的电离光子逃逸分数（LyC $f_{\rm{esc}}$）是再电离预算中最大的未知数。随机视线效应禁止直接分离的LyC泄漏从非泄漏在显着的红移。在这里，我们规避这种不确定性推断$f_{\rm{esc}}$与解决（R>4000）LyA配置文件从X-SHOOTER LyA调查在z=2（XLS-z2）。我们从$>0.2 L^{*}$ LyA发射体（LAE）的代表性样本中选择泄漏物（$f_{\rm{esc}}>20$ %）和非泄漏物（$f_{\rm{esc}}<5$ %）。这些子集的中值堆叠光谱覆盖1000-8000 μ m（静止帧），我们调查的条件为LyC $f_{\rm{esc}}$。我们发现泄漏与非泄漏之间的以下差异：（i）强星云CIV和HeII发射与未检测到，（ii）O32~8.5与~3，（iii）Ha/Hb表明无尘埃与E（B-V）~0.3，（iv）MgII发射接近系统速度与红移，光学厚MgII，（v）LyA $f_{\rm{esc}}$ ~50%与~ 10%。当最硬电离光谱的短寿命恒星发光时，泄漏点（O3+Hb~1100 μ m）的极端EW将LyC逃逸的特征时间尺度限制在~3-10 Myr爆发。泄漏的定义特征-极端电离的恒星种群，低柱密度，无尘，高电离态ISM -同时发生在$f_{\rm{esc}}>20\%$堆栈中，这表明它们是因果联系的，并激发了为什么像O32这样…
2021-10-22 astro-ph.CO astro-ph.GA
