The effect of inhomogeneous reionisation on the Lyman-$α$ forest power spectrum at redshift $z>4$: implications for thermal parameter recovery
我们使用的混合流体动力学和辐射传输模拟的Sherwood-Relics套件的\Lya森林传输通量在红移$4.2\leq z \leq 5$的一维功率谱的非均匀再电离的效果进行建模。相对于模型，假设一个均匀的紫外线背景，再电离抑制功率谱在小尺度，$k \sim 0.1\rm\,km^{-1}\,s$的$\sim 10$ %，因为空间变化的热增宽内核和发散特有的速度场与超压星系际气体。在更大的尺度上，$k<0.03\rm\,km^{-1}\,s$，功率谱反而由$10$ - $50$ %增强，由中性氢部分的大尺度空间变化。因此，在分析即将到来的高精度测量时，必须考虑不均匀再电离的影响。我们提供了一个校正的LY $α$森林功率谱在$4.1\leq z \leq 5.4$，可以很容易地应用在其他参数的推断框架内，使用类似的再电离模型。我们进行模拟数据的贝叶斯分析，以评估系统的偏差，可能会出现在银河系际介质的测量，如果忽略这个校正的程度。在尺度探测当前的高分辨率LY $α$森林数据在$z>4$，$0.006 \rm \,km^{-1}\,s\leq k \leq 0.2 \rm\, km^{-1}\,s$，我们发现不均匀再电离不引入任何显着的偏差在热参数恢复为当前的测量不确定性的$\sim 10$ %。然而，$5$ %的不确定性，$\sim 1σ$之间的变化估计和真实的参数发生。
2022-01-05 astro-ph.CO
Hydrogen reionisation ends by $z=5.3$: Lyman-$α$ optical depth measured by the XQR-30 sample
在$z\sim 5.5$的Ly-$α$森林中存在过量散射，以及存在零星的延伸不透明的冈恩-彼得森槽，已经开始为氢再电离的后期结束提供强有力的证据。然而，低数据质量和系统的不确定性使Ly-$α$传输作为再电离结束阶段的精确探测器的使用变得复杂。在本文中，我们组装了一个样本的67个类星体的视线在$z>5.5$与高信噪比的$>10$每$\leq 15$公里的$^{-1}$光谱像素，在很大程度上依赖于新的XQR-30类星体样本。XQR-30是VLT/X-Shooter上的一个大型程序，它在$z>5.7$上获得了30个类星体的深度（每像素SNR $>20$）光谱。我们仔细考虑了系统的连续重建，仪器，和污染阻尼Ly-$α$系统。我们提出了改进的测量的平均Ly-$α$传输超过$4.9<z<6.1$。使用所有已知的系统学在一个正向建模分析，我们发现观察到的Ly- $α$传输分布之间的良好协议和紫外线模拟舍伍德和尼克斯高达$z\leq5.2$（$<1 σ$），和温和的张力（$\sim 2.5 σ$）在$z=5.3$。通过在高置信度（$>3.5 σ$）下在$z\geq5.4$处的过量Ly-$α$透射散射排除均匀UVB模型。我们的研究结果表明，再电离相关的波动，无论是在UVB，剩余中性氢部分，和/或IGM温度，坚持在星系际介质，直到至少$z=5.3$（$t=1.1$陀螺大爆炸后）。这进一步证明了再电离的…
2022-04-11 astro-ph.CO
Probing patchy reionisation with JWST: IGM opacity constraints from the Lyman-$α$ forest of galaxies in legacy extragalactic fields
本研究利用JWST NIRSpec光谱首次表征高红移星系冈恩-彼得森槽，得出再电离末期基于星系的IGM不透明度约束，验证了其与类星体观测的一致性，并关联星系过密区与低IGM不透明度，为识别再电离源提供新方法。
2025-08-28 astro-ph.CO astro-ph.GA
Calibrating cosmological radiative transfer simulations with Lyman alpha forest data: Evidence for large spatial UV background fluctuations at z ~ 5.6 - 5.8 due to rare bright sources
在这里，我们校准宇宙学辐射转移模拟与ATON/RAMSES的莱曼α不透明度从类星体吸收光谱的测量范围。我们发现莱曼α不透明度是非常敏感的氢再电离的确切时间。模型再现的平均光电离率和平均平均自由程达到重叠的测量演变在z~7和预测的莱曼α不透明度在z> 6的快速演变与莱曼α发射体在此红移范围内的光度函数一致的加速演变。类似于"光学薄"模拟，我们的全辐射转移模拟失败，但是，在z> 5时再现莱曼α不透明度PDF的高不透明度尾部。我们认为，这是由于空间紫外线的波动后重叠阶段的再电离的规模远远大于我们的源模型，其中电离发射率是占主导地位的大量的子L * 星系预测。我们进一步认为，这表明一个显着的贡献电离紫外背景的稀有明亮的高红移源。
2018-05-22 astro-ph.CO
On the general nature of 21cm-Lyman-$α$ emitters cross-correlations during reionisation
本文推导21厘米-LAE交叉相关解析表达式并结合Astraeus和21cmFAST模拟，揭示再电离历史、拓扑和模拟体积对交叉相关函数的影响，为未来SKA与LAE观测提供检验和拟合工具。
2023-08-08 astro-ph.CO astro-ph.GA
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
Keck Spectroscopy of Lyman-break Galaxies and its Implications for the UV-continuum and Ly_alpha Luminosity Functions at z>6
我们介绍了斯巴鲁深空（SDF）中z>6莱曼break星系（LBG）候选者的Keck光谱观测结果。从超深SDF z '波段图像中选择候选对象作为i'-dropout对象，直到z '= 27 AB幅度。利用Keck光谱，我们确定了19个在6< z < 6.4处具有突出的Ly_alpha发射线的LBG。Ly_alpha静息帧等效宽度（EW）的中值为~50 A，其中4个EW>100 A。该光谱样品的紫外连续发光范围为-21.8< M_{UV} <-19.5（0.6~5 L*_{UV}），Ly_alpha发光范围为（0.3~3）x 10^{43} erg s^{-1}（0.3~3 L*_ {Ly_alpha}）。在对样本不完整性进行校正后，我们从我们的样本中导出了~6.2的UV和Ly_alpha光度函数（LF）<z>。我们发现，我们的测量的紫外LF是一致的，与以前的研究结果的基础上光度LBG样品在5<z<7。我们的Ly_alpha LF也与Ly_alpha发射体调查在z~5.7和6.6的结果基本一致。这项研究表明，LBG的深度光谱观测可以对z>6时的UV和Ly_alpha LF提供独特的约束。
2011-08-31 astro-ph.CO
Keck Spectroscopy of Faint 3<z<8 Lyman Break Galaxies:- Evidence for a Declining Fraction of Emission Line Sources In the Redshift Range 6<z<8
利用哈勃太空望远镜WFC3/IR红外成像数据中选取的Lyman break星系的深Keck光谱，我们提出了新的证据，证明在红移范围6.3 <z <8.8的可检测到Lyman α发射的恒星形成星系的红移依赖部分发生了逆转。我们早期使用DEIMOS摄谱仪的观测表明，在4 <z <6的区间内，线发射星系的红移比例显著增加，特别是对于主导光度密度的本征暗淡系统。利用LRIS和NIRSPEC的长波长灵敏度，我们选取了19个Lyman break星系作为研究对象，这些星系是利用最近的WFC3/IR数据选出的，它们的光度红移在6.3 <z <8.8的范围内，并且它们的内禀光度范围很广。我们的光谱曝光通常达到<50 A的莱曼α发射的静止帧等效宽度（EW）的5 σ灵敏度。尽管在数亿年后才看到很高比例的发射体，但在我们更遥远的样本中，我们只发现了2个令人信服的和1个可能的线发射体。结合已发表的数据上获得的进一步7个来源，使用FORS 2的ESO VLT，并假设连续性的趋势，发现在较低的红移，我们讨论了这种明显的逆转的意义，在我们的范围内的背景下，在连续光度的红移依赖莱曼α分数。假设所有的目标源都处于它们的光度红移，并且我们关于莱曼α EW分布的假设是正确的，我们希望在从我们的较低红移样本中得出的不到1%的实现中找到这么少的发射体。我们的新结果进一步支持了这样一种说法，即在现在用光谱探测的红移下，我们正…
2011-10-03 astro-ph.CO
Keck Spectroscopy of Faint 3 < z < 7 Lyman Break Galaxies: III. The Mean Ultraviolet Spectrum at z=4
本文给出并讨论了81个B带丢失的莱曼Break Galeries（LBG）样品的平均静止坐标系紫外光谱，这些LBG的平均红移为z=3.9，视星等z_AB<26。大部分的个人光谱是从我们正在进行的调查，在货物领域与凯克DEIMOS摄谱仪，我们已经扩大了我们的样本与公布的数据与FORS 2采取的VLT。总的来说，我们在光谱诊断中发现了与Shapley等人（2003年）在z=3时对LBG进行的早期更广泛的调查中发现的趋势相似的趋势。具体来说，我们发现低电离吸收线，跟踪中性流出气体的存在是较弱的星系具有较强的莱曼α发射，蓝紫外光谱斜率，较低的恒星质量，较低的紫外光度和较小的半光半径。这与恒星形成驱动中性气体流出的物理图像是一致的，中性气体散射莱曼α并产生强的低电离吸收线，同时增加恒星质量、大小、金属丰度和星系的尘埃含量。因此，典型的星系在较早的时间（较高的红移）会有较强的莱曼α发射和较弱的低电离吸收。事实上，我们在z=4的平均光谱显示出比z=3弱一些的低电离吸收线，并且在更高的红移处的可用数据表明低电离吸收强度随着红移而迅速下降。我们认为，减少低电离吸收可能是由于覆盖分数和/或速度范围的流出中性气体在早期的时代减少。我们的持续调查将使我们能够更可靠地将这些诊断扩展到更高的红移，并确定电离光子逃逸分数的影响，这决定了早期星系在宇宙再电离中的作用。[删节]
2011-11-22 astro-ph.CO
On the rapid demise of Lyman-alpha emitters at z>7 due to the increasing incidence of optically thick absorption systems
各种独立的观测研究现在已经报道了在红移间隔z=6-7上表现出Ly-a发射的莱曼破裂星系的比例显着下降。结合明亮的z=7.085类星体ULAS 1120+0641光谱中向Ly-a红方向延伸的强阻尼翼，这加强了星系际介质（IGM）中的氢在z = 7时仍然基本上是中性的建议。目前的理论模型意味着HI分数高达40- 90%，可能需要解释这些数据假设没有内在的演变在Ly-a发射人口。我们认为，这样大的中性分数是不必要的。基于流体动力学模拟再现了高红移（z~6-7）类星体的吸收谱，我们证明了在宇宙的平均区域中，静止坐标系Ly-a的中间IGM向红方向的不透明度可以迅速上升，这仅仅是因为当接近再电离的尾端时，对莱曼连续谱光子来说光学厚度较大的吸收系统的入射率会增加。我们的模拟表明，这些数据不需要IGM中性分数从z=6-7的几十个百分点的大的变化，但可能是在典型的平均自由程的快速减少的指示电离光子预期在最后阶段的再电离。
2012-11-21 astro-ph.CO
The connection between high-redshift galaxies and Lyman $α$ transmission in the Sherwood-Relics simulations of patchy reionisation
通过Sherwood-Relics模拟证实高红移星系与莱曼α透射的关联，发现其交叉相关形状受晕质量和中性氢分数影响，红移失配问题或可通过调整C IV宿主晕质量解决，约束红移演化能揭示再电离时间。
2025-04-17 astro-ph.CO astro-ph.GA
High redshift AGNs and HI reionisation: limits from the unresolved X-ray background
z~3处明亮类星体数量的迅速减少似乎对HI莱曼极限的电离背景的贡献越来越小。因此，一般认为（前）星系系统中的大质量恒星可能提供额外的电离通量，以在z>6时完成HI再电离。然而，一个星系主导的背景，可能需要从高红移星系的莱曼连续辐射的逃逸分数高达10%，一个值有点不一致（公认的稀缺）的观测约束。矮星系的高逃逸分数一直被提倡，或者，一个迄今未被发现（或几乎未被发现）的人口的无遮蔽，高红移微弱AGN。在这里，我们质疑后者的假设，并表明，这样的来源，是一致的，在z=0的未解决的X射线背景的测量水平，可以提供一个分数的HII填充因子不大于13%的z=6。分数上升到<27% in the somewhat extreme case of a constant comoving redshift evolution of the AGN emissivity. This still calls for a mean escape fraction of ionising photons from high-z galaxies >10%。
2015-02-10 astro-ph.CO astro-ph.GA
Deep Keck u-band imaging of the Hubble Ultra Deep Field: A catalog of z~3 Lyman Break Galaxies
我们在哈勃超深场观测了407个z~3 Lyman break星系（LBG），它们在U波段的极限等照度为27.6等。LBG是使用测光红移和U波段脱落技术的组合来选择的，该技术通过引入用凯克I望远镜和LRIS光谱仪的蓝色通道获得的极深的U波段图像来实现。凯克的u波段图像总共用了9个小时的积分时间，其1 sigma深度为30.7 mag arcsec^-2，是迄今为止获得的最灵敏的u波段图像之一。u波段图像还大大提高了对约50%的z~3 Lyman break星系的光度红移测量的准确性，显着降低了z~3和z~0.2星系之间的传统颜色简并度。该样品为研究高红移下星系形成和演化以及气体的恒星形成效率提供了最灵敏、最高分辨率的z~3长周期星系的多滤波成像。
2009-09-21 astro-ph.CO astro-ph.GA
The Keck+Magellan Survey for Lyman Limit Absorption II: A Case Study on Metallicity Variations
我们提出了一个吸收线分析的莱曼极限系统（LLS）在z=3.55在我们的麦哲伦/MIKE光谱的PKS 2000 -330。我们对Lyman极限和完整HI莱曼系的分析限制了LLS的总HI柱密度（当b_HI >= 20 km/s时，N_HI = 10^[18.0 +/- 0.25] cm^{-2}）以及包括吸收体的速度子系统的N_HI值。我们测量与子系统相关的金属线跃迁的离子柱密度，并使用这些值来约束电离状态（>90%电离）和气体的相对丰度。我们发现一个数量级的分散在子系统的金属丰度，标志着第一次详细分析的金属丰度变化的光学厚吸收体。结果表明，金属并没有很好地混合在周围的气体高$z$星系。在单相光电离模型下，我们还得到了N_H加权的金属丰度值<[Si/H]> = -1.66 +/-0.25，与高z阻尼Lya系统中性ISM的平均金属丰度值相匹配.由于LLS的线密度比DLAs高约10倍，我们认为前者在z~3处占主导地位，这些金属存在于星系/IGM界面。多相模型的考虑不会从本质上改变这些结论。最后，我们对LLS中异常大的O^0/Si^+比值进行了评论，这表明电离辐射场主要由软紫外源（例如星爆星系）控制。在z=3.19处对超级LLS系统进行额外的丰度分析。
2009-12-01 astro-ph.CO
Damping wings in the Lyman-α forest: a model-independent measurement of the neutral fraction at 5.4<z<6.1
通过堆叠莱曼-α森林暗间隙，首次在z=5.6处探测到阻尼翼信号，测得中性氢分数为0.19±0.07，支持晚期缓慢再电离情景。
2024-08-21 astro-ph.CO
The role of galaxies and AGN in reionising the IGM -- III : IGM-galaxy cross-correlations at z~6 from 8 quasar fields with DEIMOS and MUSE
我们提出了改进的测量结果的星系和星系际介质（IGM）的传输在再电离结束时的相关性。我们从$8$背景$z\gtrsim 6$类星体的视线上收集了一个由光谱证实的莱曼破裂星系（LBG）和$21$莱曼- $α$发射体（LAE）的样本，它们的角间距为$20'' \lesssim θ\lesssim 10'$（$z\sim 6$的$\sim 0.1-4$ pMpc）。我们首次报告了在来自LAE（$3.2σ$）和LBG（$1.9σ$）的$\sim 10-60$ cMpc处检测到过量的Lyman-$α$传输尖峰。我们用改进的银河系-莱曼- $α$传输模型和两点互相关解释数据，其中包括由于成簇的微弱源而增强的光电离，观测到的LAE（LBG）-Lyman-$α$透射尖峰两点互相关函数（2 PCCF）限制了中心亮天体的亮度，并对中心亮天体的平均自由程的空间变化产生了影响。对$\langle f_{\rm esc} \rangle_{M_{\rm UV}<-12} = 0.14_{-0.05}^{+0.28}\,(0.23_{-0.12}^{+0.46})$再电离有贡献的所有星系的平均逃逸分数。我们调查，如果2 PCCF测量可以确定是否明亮或暗淡的星系是再电离的主要贡献者。我们的研究结果表明，从昏暗的星系（$M_{\rm UV} > -20 \, (2σ)$）的贡献是必要的复制观察到的2 PCCF和再电…
2020-04-24 astro-ph.CO astro-ph.GA
First Light And Reionisation Epoch Simulations (FLARES) XIII: The Lyman-continuum emission of high-redshift galaxies
本文利用 FLARES 模拟分析 z=5–10 大质量星系的 LyC 辐射，量化电离光子产生效率及其与紫外斜率、OIII 等值宽度的关系，并评估恒星与 AGN 的贡献。
2023-08-21 astro-ph.CO astro-ph.GA
The Keck+Magellan Survey for Lyman Limit Absorption III: Sample Definition and Column Density Measurements
我们提出了一个光学厚气云的吸收线调查-莱曼极限系统（LLS）-观察在高色散的凯克和麦哲伦望远镜上的光谱仪。我们测量了157个LLS的中性氢NHI的柱密度和相关的金属线跃迁，z=1.76-4.39，限制在10^17.3 < NHI < 10^20.3。离子比率的经验分析表明，随着NHI的降低，气体的电离状态增加，并且大多数LLS高度电离，证实了先前的预期。Si^+/H^0的比值跨越了近四个数量级，这意味着气体金属丰度存在很大的离散性。这些LLS中只有不到5%没有金属过渡的阳性检测;到z~3时，几乎所有密度足以表现出非常高的莱曼极限不透明度的气体都已被重元素污染。我们增加了新的测量LLS的小子集（~5-10），可能有超太阳丰度。高的Si^+/Fe^+比值表明α-增强介质，而Si^+/C^+比值并没有表现出之前在Lya森林中推断的超太阳增强。
2015-06-29 astro-ph.CO astro-ph.GA
Astraeus VIII: A new framework for Lyman-$α$ emitters applied to different reionisation scenarios
本文基于astraeus框架提出新的Ly$\alpha$发射体模型，研究不同再电离情景下$f_\mathrm{esc}$与电离拓扑对LAEs可见性和空间分布的影响，发现LAEs主要分布在高电离过密区，且存在内禀光度与尘埃衰减的简并性。
2023-08-08 astro-ph.CO astro-ph.GA
The Role of Galaxies and AGN in Reionising the IGM - I: Keck Spectroscopy of 5 < z < 7 Galaxies in the QSO Field J1148+5251
介绍了一种新的方法来确定星系和活动星系核（AGN）对高红移星系际介质（IGM）物理状态的影响，并通过首次应用于$z=6.42$类星体J1148+5251来说明其潜力。通过关联光谱确认的莱曼破裂星系（LBG）的空间位置与莱曼α森林中看到的背景类星体的高信号噪声光谱的波动，我们提供了一个统计测量的典型逃逸分数莱曼连续体光子接近宇宙再电离结束。在这里，我们使用凯克DEIMOS光谱定位7个颜色选择的LBG在红移范围$5.3\lesssim z\lesssim 6.4$和确认一个微弱的$z=5.701$活动星系核。然后，我们研究这个样本和Ly $α$ /Ly $β$传输波动的凯克ESI光谱的类星体之间的空间相关性。解释的统计HI邻近效应所产生的微弱星系聚集在检测到的LBG，我们翻译成平均逃逸分数$\langle f_{\rm esc}\rangle\geq0.08$在$z\simeq6$上的约束的平均检测到的LBG周围的观测到的平均LY $α$传输通量。我们还报告了$z=6.177$发光LBG通过一个Ly $β$传输尖峰和两个广泛的Ly $α$传输尖峰周围的$z=5.701$活动星系核的个别横向HI邻近效应的证据。我们讨论了这种协会的可能起源，这表明，虽然微弱的星系主要是驱动再电离，发光的星系和活动星系核可能提供重要的贡献，紫外背景或热波动的IGM在$z\simeq6$。虽然样本有限，但我们…
2018-05-16 astro-ph.CO astro-ph.GA
A first direct measurement of the intergalactic medium temperature around a quasar at z=6
星系际介质（IGM）的热状态提供了HI和HeII再电离时期的间接探测。目前对Lya森林IGM温度的限制仅限于红移范围2<z<4.5，限制了探测HI再电离热记忆的能力。本文通过分析SDSS J 0818 +1722近区Lya吸收线的多普勒宽度，首次直接测量了z=6类星体周围的IGM温度。我们使用一个高分辨率（R= 40000）凯克/HIRES光谱结合详细的数值模拟，以获得温度在平均密度，T_0=23600 \pm^5 000_6900 K（\pm^9 200_9300 K）在68（95）%的置信度假设先验概率13500 K <T_0<38500 K以下HI和HeII再电离。这使我们能够将HI再电离的红移z_H的上限设置在SDSS J 0818 +1722的33 Mpc内。如果类星体使其附近的HeII再电离，那么在瞬时再电离的极限下，我们推断z_H<9.0（11.0），置信度为68%（95%），假设光加热是主要热源，HI再电离是由具有软光谱的电离源驱动的，这是典型的星族II星。如果SDSS J 0818 +1722周围IGM中的HI和HeII被一群大质量无金属恒星同时再电离，其特征是非常硬的电离光谱，我们得到一个更严格的上限z_H<8.4（9.4）。在更高的红移下开始再电离产生的温度相对于我们的约束太低，除非HI电离源或类星体本身的光谱比通常假设的要硬得多。
2010-03-25 astro-ph.CO
The Global History of Reionisation
使用贝叶斯框架，我们量化目前的观察意味着什么的历史时代的再电离（EoR）。我们使用一个流行的，三参数EoR模型，足够灵活，以适应广泛的物理合理的再电离历史。我们研究了各种EoR观测的影响：（i）普朗克2016年测量的CMB的光学深度;（ii）莱曼$α$和$β$森林中的暗分数;（iii）银河系Ly $α$发射的红移演化（所谓的“Ly $α$级分”）;（iv）Ly $α$发射体的聚集;（v）类星体ULASJ 1120 +0641谱中的IGM阻尼翼印记;（vi）斑片状动力学Sunyaev-Zel'dovich信号。结合起来，（i）和（ii）已经对再电离历史施加了有趣的限制，对应于平均中性分数（75，50，25）%的时期，限制在1 $σ$到$z= (9.21\substack{+1.22 -1.15}, 8.14\substack{+1.08 -1.00}, 7.26\substack{+1.13 -0.96})$。折叠更多的模型依赖EoR观测[（iii-vi）]，加强了百分之几十的这些限制，在成本的最佳拟合模型的可能性下降，主要由（iii）驱动。最严格的约束来自（v）。不幸的是，目前的观测集不足以打破简并和约束天体物理学EoR参数。然而，EoR参数本身的依赖于模型的先验可以通过排除具有强退化的参数空间区域来设置严格的限制。受最近对$z\sim7$昏暗透镜星系的观测的启发，我们展示了如何对…
2018-02-28 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
BEoRN: A fast and flexible framework to simulate the epoch of reionisation and cosmic dawn
本研究提出公开的Python模拟框架BEoRN，基于N体模拟生成宇宙黎明与再电离纪元的21厘米信号三维图，通过光子重分配保证守恒，三类基准模型符合现有观测，覆盖该时期的主要不确定性。
2023-05-30 astro-ph.CO astro-ph.GA
A Portrait of the Cosmic Reionisation History in the Context of the Early Dark Energy Model
National Astronomical Observatories, Chinese Academy of Sciences（中国科学院国家天文台）；University of Chinese Academy of Sciences（中国科学院大学）；Peking University（北京大学）；Swinburne University of Technology（斯威本科技大学）；University of Arizona（亚利桑那大学）
本研究在早期暗能量模型背景下，通过建模再电离历史，发现其能以中等LyC逃逸分数和紫外光度密度解释观测到的高红移星系过剩量，为EDE宇宙学提供独立探测手段。
2026-01-16 astro-ph.CO astro-ph.GA
Improved measurements of the intergalactic medium temperature around quasars: possible evidence for the initial stages of He-II reionisation at z~6
我们目前的测量星系际介质（IGM）的温度在~5适当兆秒差距的7个发光类星体在z~6。约束条件是从类星体近区莱曼α吸收线的多普勒宽度获得的，并建立在我们以前对z=6.02类星体SDSS J 0818 +1722的测量基础上。扩大后的数据集，加上对系统不确定性的改进处理，在平均密度为log（T_0/K）= 4.21 \pm 0.03（\pm^0 .06_0.07），置信度为68%（95%）的情况下，对于3.2 < log（T_0/K）< 4.8的平坦先验分布，得出平均温度。相比之下，在z~5处从一般IGM测量的温度要低约0.3 dex，这意味着这些类星体周围有一个额外的热源，这在一般IGM中还不存在。这种加热最有可能是由于最近在这些类星体附近的He-II再电离，这些类星体具有坚硬的非热电离光谱。因此，升高的温度可能代表了在高红移宇宙中最有偏差的区域中He-II再电离的最早阶段的证据。温度作为距离类星体距离的函数是一致的，log（T_0/K）~4.2，没有视线热邻近效应的证据。然而，类星体近带的有限范围阻止了大于~5 Mpc的He-III区域的检测。假设类星体已使其附近的He-II再电离，我们推断数据与持续时间超过10^6.5年的平均光学亮相一致。这些测量代表了迄今为止最高的红移IGM温度约束，从而为对抗H-I再电离模型提供了有价值的数据集。
2011-10-03 astro-ph.CO
Keck ESI Observations of Metal-Poor Damped Lyman-α Systems
我们给出了对SDSS类星体的首次观测结果，这些类星体具有强的H I阻尼莱曼-α（DLA）吸收，相应的低等效宽度吸收来自强的低离子跃迁（例如C II λ1334和Si II λ1260）。这些贫金属DLA候选者是从SDSS DR 5类星体光谱数据库中选出的，包括一个大型的新样本，用于探测低金属丰度星系。中等分辨率的小阶梯光谱从凯克ESI光谱仪的初始样品的35个系统获得探索的DLA分布的金属贫尾，并调查在这些金属丰度的核合成模式。我们已经估计了饱和度校正的中度欠分辨率的光谱，和系统非常窄的多普勒参数（b \le 5 km s-1）可能会低估丰度。对于多普勒参数b > 5 km s-1的系统，我们已经测量了低金属度DLA气体，其中至少有一种C、O、Si或Fe的[X/H] < -2.4。假设非饱和组分，我们估计几个DLA系统的[X/H] <-2.8，包括五个DLA系统，其在C II和O I的转变中具有低等效宽度和低金属量。然而，所有测得的DLA金属丰度都超过或符合至少1/1000的太阳金属丰度，无论我们光谱中的饱和效应如何。我们的结果表明，z为\sim 3的星系贫金属尾部在[X/H]<-3时呈指数下降。在[O/H] < -2.5的情况下，观测到的[C/O]比超过了中等金属丰度的DLA系统，也超过了理论上对更高质量的第三星族恒星的核合成预测。
2010-06-21 astro-ph.CO astro-ph.GA
Keck Spectroscopy of 3<z<7 Faint Lyman Break Galaxies: The Importance of Nebular Emission in Understanding the Specific Star Formation Rate and Stellar Mass Density
从z>3星系的SED中推断出的物理性质对我们理解早期星系形成和星系在宇宙再电离中可能扮演的角色有影响。特别重要的是早期的恒星质量密度，它代表了早期恒星形成的积分。迄今为止报道的测量结果中出现的一个重要难题是，特定恒星形成率（sSFR）的演变速度远远低于大多数理论模型的预期。然而，支撑这些结果的观测结果仍然非常不确定，部分原因是来自强星云发射线的静止光学宽带光可能受到污染。为了量化星云辐射对宽带通量的贡献，我们研究了92个光谱确认星系的SED，这些星系的红移范围为3.8<z<5.0，因为H-α线位于Spitzer/IRAC 3.6 μ m滤波器内。我们表明，3.6微米的通量是系统地超过预期的恒星连续，我们通过拟合SED与人口合成模型。在3.1<z<3.6的对照样品中没有观察到这种过量，其中在IRAC过滤器中没有星云污染。从我们的3.6微米通量过剩的分布，我们得到一个H-α等效宽度（EW）分布。我们推断在3.8<z<5.0（270 A）处的平均静止坐标系H-α EW表明星云发射至少贡献了3.6 um通量的30%。通过我们的解析导出的EW分布，我们校正了可用的恒星质量密度，并表明sSFR在z>4时的演化速度比以前认为的更快，支持在z~2和7之间增加5倍。这种趋势更接近理论预期。鉴于我们的研究结果，我们讨论了定量验证的星云发射线强度的詹姆斯韦伯太空望远镜发射前的前景。
2012-08-17 astro-ph.CO
How probable is the Lyman-$α$ damping wing in the spectrum of the redshift z = 5.9896 quasar ULAS J0148+0600?
本文利用 Sherwood-Relics 模拟评估红移 z=5.9896 类星体 J0148 光谱中 Lyman-α 阻尼翼的出现概率，发现再电离晚期结束是重现该阻尼翼的必要条件，但其同时匹配近区大小的先验概率较低，可能暗示电离发射存在短期变化或受邻近效应影响。
2025-05-29 astro-ph.CO
Contamination of Broad-Band Photometry by Nebular Emission in High Redshift Galaxies: Investigations with Keck's MOSFIRE Near-Infrared Spectrograph
早期的工作已经提出了星云发射的潜在重要性，在推导高红移Lyman break星系的物理特性。在一定的红移范围内，特别是在z ~ 6-7，这样的线可能足够强，以减少估计的恒星质量和星系的年龄相比，那些假设宽带测光代表恒星光单独。为了在可以用地面设施探测此类谱线的最高红移处测试这一假设，我们使用新委托的MOSFIRE近红外光谱仪检查了20个3.0 < z < 3.8莱曼破裂星系的代表性样本的近红外光谱。凯克一号望远镜的红外光谱仪。我们使用这些数据来推导[O III]发射的静止坐标系等效宽度（EW），并表明这些与Stark等人（2013）针对已知红移源引入的SED拟合技术得出的估计值相当。虽然我们目前的样本是适度的，它的[O III] EW分布与基于Stark等人的3.8 < z < 5星系的较大样本的SED拟合推断的Hα一致。对于巡天星系的一个子集，我们使用光学和近红外光谱的组合，以量化在z ~ 3.5恒星形成星系的外流运动学，并讨论了再电离测量的影响。我们发现的趋势强调了纯粹依靠宽带测光来估计高红移星系的物理性质的危险性，并强调了诊断光谱学的重要作用。
2013-06-06 astro-ph.CO
The Sherwood simulation suite: overview and data comparisons with the Lyman-alpha forest at redshifts 2 < z < 5
我们介绍了一套新的大规模，高分辨率的星系际介质流体动力学模拟：舍伍德模拟套件。这些实验在体积为10^3-160^3 h^-3的Mpc^{3}中进行，质量分辨率跨越了近四个数量级，粒子数高达172亿，并采用了各种物理变量，包括温暖的暗物质和星系外流。我们进行了详细的比较模拟的高分辨率，高信噪比观测的莱曼α森林的红移范围2 < z < 5。模拟结果与观测数据非常吻合，进一步支持了莱曼α森林是LCDM宇宙学模型中物质网状分布的自然结果的范式。只有少数微小的差异仍然与观测数据。在2 < z < 2.5处，柱密度N_HI > 10^14.5 cm^-2的饱和莱曼α吸收线在模型中预测不足。需要对连续体放置偏差进行不确定校正，以匹配透射通量的分布和功率谱，特别是在z > 4处。最后，星系际气体的温度在z=2.7时可能稍微过低，而在z=2.4时需要更平坦的温度-密度关系，这与氦II再电离过程中非平衡电离的预期效应一致。
2016-09-19 astro-ph.CO
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
[OIII] Emission and Gas Kinematics in a Lyman-alpha Blob at z ~ 3.1
我们提出了光谱测量的[OIII]发射线从两个子区域的强莱曼-α发射在无线电安静莱曼-α斑点（LAB）。所研究的斑点是z ~ 3.1的LAB 1（Steidel et al. 2000），[OIII]探测来自嵌入斑点晕中的两个Lyman break星系。[OIII]的测量是用8.4米大双筒望远镜上的LUCIFER和10米凯克望远镜上的NIRSPEC进行的。将[OIII]测量的红移与SAURON的莱曼-α红移进行比较（Weijmans et al. 2010），使我们能够朝着理解斑点中气体的运动学迈出一步。使用LUCIFER和NIRSPEC，我们发现[OIII]和莱曼α红移之间的速度偏移在研究的两个子区域中都是适度的负值或与0 km/s一致（范围从-72 +/- 42 -- +6 +/- 33 km/s）。负偏移意味着莱曼α相对于[OIII]蓝移，正偏移则意味着莱曼α相对于[OIII]红移。这些结果可能意味着流出不是该实验室中莱曼α逃逸的主要原因，因为流出通常会产生正速度偏移（McLinden等人，2011）。此外，我们提出了一个[OIII]线通量上限的第三个区域的LAB 1，一个区域，与任何底层星系无关。我们发现，[OIII]的上限从银河系无关的区域的斑点是至少1.4 - 2.5倍，比[OIII]通量从一个LBG相关的区域，并有一个[OIII]莱曼α比测量至少1.9 - 3.4倍小于…
2013-01-03 astro-ph.CO
The Fundamental Plane of Damped Lyman Alpha Systems
使用100个H I -选择阻尼莱曼α（DLA）系统的样本，观察与高分辨率Echelle光谱仪的凯克我望远镜，我们提出的证据表明，分散在良好的研究红移和金属丰度之间的相关性的DLA在很大程度上是由于存在的质量金属丰度关系在每个红移。为了描述红移、金属丰度和质量之间存在的基本关系，我们使用基本平面描述，其由以下方程描述：[M/H]=（-1.9+-0.5）+（0.74+-0.21）zlogdv_90-（0.32+-0.06）z。在这里，我们断言，速度宽度，dv_90，这是定义为包含90%的综合光学深度的速度间隔，跟踪的质量下的暗物质晕。这种描述提供了两个显着的改进，在个别的描述的质量金属相关性和金属红移相关性。首先，基本方程将两种关系的分散性降低了约20%，从而对建模DLA的数值模拟提供了更严格的约束。其次，它证实了宿主DLA的暗物质晕在红移2到5之间的每个红移处满足质量-金属丰度关系。
2013-05-06 astro-ph.CO
Metal-Enriched Plasma in Protogalactic Halos: A Survey of N V Absorption in High-z Damped & Sub-Damped Lyman-alpha Systems
我们继续我们最近的工作来表征高红移阻尼和次阻尼莱曼α系统（DLAs/子DLAs），这代表了多相气体（原）星系盘和晕看到的背景源的等离子体内容。利用VLT/UVES、Keck/HIRES和Keck/ESI的数据，我们测量了91个DLAs和18个亚DLAs在1.67<z<4.28红移范围内的N-V吸收，其中N-V双峰为非共混覆盖。在DLAs中，我们发现8个安全的NV检测，4个边缘检测和79个未检测。因此，在DLAs中NV的检出率为13^{+5}_{-4}%.在18个样本中发现了两个亚DLA NV检测，检测率为11^{+15}_{-7}%。我们表明，N V检测率是金属丰度的强函数，在[N/H]=[NI/HI]>-2.3时增加~4倍。DLAs中的NV和CIV分量b值分布在统计学上相似，但18 km/s的中值b（NV）低于25 km/s的中值b（O VI）。约20%的N V分量b<10 km/s，因此产生于log（T/K）<4.92的温暖的光电离等离子体中;当地的电离辐射源（与河外背景相反）需要保持云的大小在物理上合理。其余~80%的（宽）N V成分的性质尚不清楚; log（T/K）=5.2-5.4的辐射冷却碰撞电离等离子体模型在再现所观察到的集成高离子柱密度比和成分线宽方面相当成功，但我们不能排除本地源的光电离。最后，我们确定了几个不寻常的DLAs，金属丰度极低（<0.01太阳），但强的高…
2009-06-23 astro-ph.CO
The Keck Lyman Continuum Spectroscopic Survey (KLCS): The Emergent Ionizing Spectrum of Galaxies at $z\sim3$
我们提出的深光谱调查的结果，旨在量化的电离光子逃逸的恒星形成星系在z~3的统计。我们测量电离与非电离UV通量密度<f900/f1500>_obs的比率，其中f900是在[880，910] A范围内评估的平均通量密度。我们通过分析由子样本形成的高S/N复合光谱来量化电离与非电离UV通量密度的出现比，子样本具有共同的观察特性和数量，足以降低模型IGM+CGM校正中的统计不确定性，以获得<f900/f1500>_out的精确值，包括全样本平均值<f900/f1500>_out= $0.057\pm0.006$。我们进一步表明，<f900/f1500>_out随着Ly $α$静止等效宽度单调增加，从而与作为副产品的紫外发光度呈负相关。我们使用恒星光谱合成与ISM模型一起拟合合成光谱，其中恒星连续谱的一部分f_c被柱密度为N（HI）的气体覆盖。结果表明，复合光谱同时约束了（L900/L1500）_int和fc，N（HI），E（B-V），以及电离光子的绝对逃逸分数$f_{esc,abs}$的内禀性质.我们发现一个样本平均$f_{esc,abs} =0.09\pm0.01$，子样本下降沿线性关系$\langle f_{esc,abs}\rangle \sim 0.75[W(Lyα)/110 A]$。我们利用FUV光度函数、分布函数$n[W(Lyα)]$以及$W(Lyα)$和<f900/f1500…
2018-11-19 astro-ph.CO astro-ph.GA
The 21cm-galaxy cross-correlation: Realistic forecast for 21cm signal detection and reionisation constraints
University of Vienna（维也纳大学）；Niels Bohr Institute, University of Copenhagen（哥本哈根大学尼尔斯·玻尔研究所）；Cosmic Dawn Center (DAWN)（宇宙黎明中心）；Institut für Theoretische Physik, Universität Heidelberg（海德堡大学理论物理研究所）
研究通过分析21厘米-星系交叉相关信号，探讨不同观测配置对再电离场景区分能力的影响，提出需采用特定深宽光谱观测策略以提高信噪比。
2026-03-01 astro-ph.CO astro-ph.GA
A Detection of $z$~2.3 Cosmic Voids from 3D Lyman-$α$ Forest Tomography in the COSMOS Field
我们提出了最远的宇宙空洞（$z \sim 2.3$）的检测和莱曼- $α$森林中的三维空洞的第一次检测。我们使用了一个3D的吸收层析成像图与有效的共同运动的空间分辨率的$2.5\,h^{-1}\mathrm{Mpc}$和体积的$3.15\times 10^5\,h^{-3}\mathrm{Mpc}^3$，这是重建从中等分辨率的BROCK-I/LRIS光谱的240个背景莱曼break星系和类星体在一个$0.16\,\mathrm{deg}^2$足迹在COSMOS领域。空洞是用一个球形的超密度探测器探测到的，该探测器是根据星系际介质的流体动力学模拟校准的。这使我们能够识别IGM中的空隙对应于底层物质密度场中的空隙，在数据（19.5%）和模拟（18.2%）中产生一致的空隙体积分数。我们拟合偏移集模型的空隙半径函数和比较径向平均堆积的大空隙（$r > 5$ $h^{-1}$ Mpc）堆叠的空隙在模拟观测和模拟密度场。与432个同时代的星系光谱红移在相同的体积的层析成像地图相比，我们发现，层析成像识别的空隙是undersense星系的5.95 $σ$相比，随机细胞。
2018-06-26 astro-ph.CO
The Photometric Properties of Galaxies in the Early Universe
我们使用大型宇宙流体动力学模拟BlueTides来预测星系在再电离时期（$z=8-15$）的光度特性。这些特性包括静止坐标系紫外到近红外的宽带光谱能量分布、莱曼连续谱光子产生、紫外恒星形成率校准和内禀紫外连续谱斜率。特别是，我们专注于探索各种建模假设的效果，包括假设选择的恒星星族合成模型，初始质量函数，和莱曼连续光子的逃逸分数，对这些数量。我们发现，这些建模的假设可以有一个戏剧性的影响，导致后果的准确测定的物理性质的观测光度特性。例如，在$z=8$，我们预测星云发射可以解释高达$50\%$的静止框架$R$ -波段光度，而恒星星族合成模型的选择可以改变莱曼连续生产率高达$\times 2$的一个因素。
2016-05-17 astro-ph.CO astro-ph.GA
An Ultraluminous Lyman Alpha Emitter with a Blue Wing at z=6.6
我们报告了迄今为止发现的最明亮的高红移莱曼阿尔法发射星系（LAE）的探测结果，log L（Ly alpha）= 43.9 ergs/s。这个星系-- COSMOS Lyman alpha 1，或COLA 1--是在斯巴鲁望远镜上用Hyper Suprime-Cam搜索超亮LAE时发现的。基于从使用DEIMOS摄谱仪的后续光谱学获得的Lyman α线检测，确认其位于z = 6.593。COLA 1是第一个显示多分量莱曼α线轮廓的非常高红移LAE，带有蓝色机翼，这表明它可能位于星系际介质的高度电离区域，并可能有显着的陨石坑。如果这种解释是正确的，那么像COLA 1这样的超亮LAE提供了一个独特的机会来确定这些星系周围的HII区的性质，这将有助于理解z ~ 7星系际介质的电离。
2016-06-11 astro-ph.CO astro-ph.GA
Lyman Break Analogs: Constraints on the Formation of Extreme Starbursts at Low and High Redshift
Lyman Break Analogs（LBA）是低红移宇宙（$z\sim 0.2$）中的一个非常活跃的星系，其恒星形成速率是银河系的50倍。这些天体的金属丰度、形态和其他物理性质类似于高红移的Lyman Break Galeries（LBG），激发了对LBA作为高红移星系群的本地实验室的详细研究。我们目前的结果，从我们最近的积分场光谱调查的LBA与凯克/OSIRIS，这表明，这些星系具有相同的星云气体运动学性质的高红移LBG。我们认为，这样的运动学研究本身并不是一个适当的诊断，以排除合并事件作为所观察到的星爆的触发器。HST成像的运动学分析和形态指标之间的比较说明了正确识别（次要或主要）合并事件的困难，使用这两种方法的结果之间没有明确的相关性。我们的数据的人工红移表明，这个问题变得更糟，在高红移由于表面亮度变暗和分辨率损失。合并是否可以产生所观察到的运动学性质是强烈依赖于这些星系中的气体分数。我们提出了初步的CARMA调查结果的LBA和讨论推断的分子气体质量的形成模型的影响。
2011-02-13 astro-ph.CO
The kinematics of ionized gas in Lyman-Break Analogs at z ~ 0.2
我们目前的结果为19个“莱曼Break类似物”（LBA）观察与凯克/OSIRIS与AO辅助的空间分辨率小于200 pc。我们探测到卫星/同伴、漫射发射和速度切变，所有这些都具有高的信噪比。这些星系呈现出非常高的速度色散沿视线（-70公里秒-1），远远高于标准的恒星形成的低红移宇宙中的螺旋。我们人为地将我们的数据红移到z - 2.2，以便与高z LBG的观测结果进行直接比较，并发现两个样本之间惊人的相似性。这表明，要么是相似的物理过程负责其观察到的属性，或者，这是非常困难的，以区分不同的机制，在低与高红移星爆星系的基础上，现有的数据。紫外/光学连续谱中的形态与我们的动力学分析之间的比较经常表明，两者本身都不足以确认或完全排除最近合并事件的贡献。我们发现的运动学性质和恒星质量之间的相关性，在更大的星系显示出更强的证据盘状结构。这表明了恒星质量的积累和星系内部形态和动力学子结构的形成之间的共同进化过程。
2010-09-24 astro-ph.CO
A New Population of High Redshift, Dusty Lyman-Alpha Emitters and Blobs Discovered by WISE
我们报道了一种新的技术来选择1.6 <z <4.6的尘埃莱曼α发射体（LAEs），其中超过三分之一是“斑点”（LABs），其发射扩展到30 - 100kpc的尺度。结合来自NASA宽视场红外巡天探测器（WISE）任务的数据和来自W.M.凯克望远镜，我们提出了一个颜色标准，产生78%的成功率，在确定罕见的，尘土飞扬的LAEs，其中至少有37%的实验室。这些天体的表面密度仅为每平方度0.1，这使得它们非常罕见，以至于在狭窄的调查中基本上被错过了。我们测量了92个这些WISE选择的，典型的无线电安静星系的光谱红移，并发现LAEs（LABs）的中值红移为2.3（2.5）。WISE测光结合赫歇尔的数据显示，这些星系具有极端的远红外光度（L_IR> 10 ^{13 - 14} L_sun）和暖色，通常比亚毫米选择星系（SMG）和尘埃遮蔽星系（DOG）大。这些特征通常与尘埃被强烈的活动星系核活动所激发有关。我们假设，空间扩展的莱曼α，大量的温暖的红外发光的尘埃，和稀有性（意味着一个短暂的阶段）的组合可以解释，如果星系正在经历强烈的“反馈”将它们从一个极端的尘埃星爆类星体。
2012-05-17 astro-ph.CO
Keck telescope constraint on cosmological variation of the proton-to-electron mass ratio
本文分析了最近在红移z_abs=2.059处发现的向明亮背景类星体J2123-0050的分子跃迁，以限制质子-电子质量比μ =m_p/m_e的宇宙学变化。用Keck望远镜观测到的光学阶梯光谱是迄今为止此类分析中分辨率最高、H_2跃迁数最多的光谱（86）。此外，（七）HD转换是第一次使用，以约束μ变化。这些因素以及采用尽可能少的自由参数的分析，强烈地限制了mu与当前实验室值的相对偏差：dmu/mu =（+5.6+/-5.5_stat+/-2.9_sys x10 ^{-6}，表明吸收器中的mu值并不显著较大。这是第一个凯克结果，以补充最近的零约束，从三个系统在z_abs>2.5观察到的超大望远镜。主要的可能的系统误差源于波长校准的不确定性。特别是，在阶梯光栅阶尺度上的波长解决方案中的失真估计约占总系统误差分量的一半，但我们的估计是依赖于模型的，因此可能会低估或高估的实际效果，如果存在的话。为了帮助今后这类μ-变化的分析，以及H_2的其他天体物理研究，我们提供了一个汇编的最精确的实验室波长和计算参数的重要的吸收线工作与氢莱曼极限红的H_2跃迁。
2010-01-22 astro-ph.CO
Forecasting cosmic acceleration measurements using the Lyman-$α$ forest
我们提出的结果，从端到端的观测模拟设计约束宇宙膨胀历史的变化率使用的红移漂移的莱曼- $α$森林吸收线沿视线朝向明亮的类星体。在我们的模拟中，我们采用了从$z>3$亮类星体的Keck/HIRES光谱中提取的Lyman-$α$森林线，并将这些真实类星体光谱的结果与通过Monte Carlo实现产生的模拟光谱进行了比较。我们使用这些模拟的结果来评估一个专门的天文台检测红移漂移的潜力，并量化这些观测的望远镜和摄谱仪的要求。相对于Liske et al.（2008），当前工作的两个主要改进是包括来自最近目录的类星体，以及考虑一个现实的观测策略，用于一个专门的红移漂移实验，最大化$\dot{v}/σ_{\dot{v}}$。我们发现，使用一个专门的设施和我们设计的观测计划，在15年的时间内，使用一台25米的望远镜，给出了一个长期稳定的光谱仪与$R=50,000$和25%的总系统效率的$3σ$意义上的红移漂移可以检测。为了达到这个意义，目标的最佳数量是四个类星体，观测时间根据$\dot{v}/σ_{\dot{v}}$和物体可见度加权。这种优化策略导致望远镜直径减少9%或所需时间减少6%，以达到相同的S/N，作为理想情况下，均匀分布的时间相同的类星体。
2022-07-17 astro-ph.CO
New constraints on Lyman-α opacity with a sample of 62 quasars at z > 5.7
我们测量了4.9 < z 5.7的IGM Lyman-α不透明度的平均值和散射< 6.1 along the lines of sight of 62 quasars at z >，这是迄今为止在这些红移下组装的最大样本。样本大小使我们能够比以往任何时候都更有力地在这些红移处对宇宙方差进行采样。这里使用的光谱是由SDSS，DES-VHS和SHELLQs合作获得的，来自ESI和X-Shooter档案，从以前的研究中重复使用或专门为这项工作观察。我们测量了10、30、50和70 cMpc h-1波段的Lyman-α有效光学深度，构造了两种通量上限处理下的累积分布函数，并探索了剩余Lyman-α透射率的经验解析拟合。我们通过自举重新采样验证了我们的结果与先前研究的结果的一致性，并确认了不透明度分布中存在朝向高值的尾部，该尾部可能持续到z = 5.2。将我们的结果与宇宙学模拟的预测进行比较，我们发现了进一步的有力证据，反对包括空间均匀电离背景和温度-密度关系的模型。我们还比较IGM模型，包括波动的UVB占主导地位的稀有类星体或温度波动，由于斑片状再电离。虽然这两个模型产生更好的协议与观察，没有完全捕捉到的IGM不透明度的分散。我们的62个z > 5.7类星体光谱的样本为再电离时代的未来研究开辟了许多途径。
2018-05-24 astro-ph.CO astro-ph.GA
Damped and sub-damped Lyman-? absorbers in z > 4 QSOs
我们提出了阻尼（DLA，log N（H I）> 20.3）和亚阻尼莱曼？系统（19.5 < log N（H I）< 20.3）在z > 2.55沿视线到77个类星体的发射红移范围为4 < zem < 6.3。中间分辨率（R？4300）光谱已经用安装在凯克望远镜上的Echellette摄谱仪和成像仪（ESI）获得。共检测到100个log N（H I）> 19.5的体系，其中40个体系为阻尼Lyman-？系统的吸收长度？X = 378。在这次均匀调查中，大约有一半的视线从未被调查过。我们研究了中性气体的宇宙学密度随红移的演化，并发现，与以前的研究在类似的分辨率一致，？DLA，HI在z > 3.5时降低。宇宙的整体演化？HI在这个红移附近有一个峰值。H I柱密度分布为log N（H I）？20.3是吗？ted，与以往的调查一致，与一个单一的指数幂律？? -1.8 $\pm$ 0.25。这种幂律在高端过度预测数据，需要第二个更陡峭的幂律（或伽马函数）。有一个平坦的功能在较低的H I列密度与指数？? ? 1.4对于柱密度范围log N（H I）= 19.5？21.亚DLA中的H1质量分数为30%的量级。H柱密度分布不从z强烈演变？2.5到Z？4.5.
2009-10-01 astro-ph.CO
The HETDEX Pilot Survey III: The Low Metallicities of High-Redshift Lyman Alpha Galaxies
我们介绍了Keck/NIRSPEC光谱观测的三个莱曼α发射星系（LAEs）在z ~ 2.3发现的HETDEX试点调查。我们检测到Halpha，[OIII]，和Hbeta发射从两个星系在z = 2.29和2.49，指定HPS 194和HPS 256，分别代表第一次检测到多个静止帧光学发射线的星系在高红移选择的基础上，他们的莱曼α发射。来自这些星系的Lyman α辐射的红移向系统红移偏移，对于HPS 194，Δ v = 162 +/- 37（光度）+/- 42（系统）km/s，对于HPS 256，Δ v = 36 +/- 35 +/- 18 km/s。对HPS 194的一种解释是，它的星际介质可能正在发生大规模的外流。发射线比率意味着两个LAE都没有活动星系核。使用[NII]发射的上限，我们对Z < 0.17和< 0.28 Zsol（1 σ）的这两个LAE中的气相金属丰度进行了有意义的限制。通过光谱能量分布（SED）拟合（分别为~ 10^10和6 x 10^8 Msol）测量这些天体的恒星质量，我们研究了质量金属丰度平面中LAEs的性质。这两个LAE中至少有一个似乎比在相同的红移和恒星质量下连续选择的恒星形成星系更缺乏金属，这意味着表现出莱曼α发射的物体可能比一般星系人口的化学物质更少。我们使用这两个星系的SED表明，忽略发射线时，拟合恒星星族模型所观察到的测光可能会导致高估的人口年龄…
2011-01-07 astro-ph.CO
Measuring the properties of reionised bubbles with resolved Lyman alpha spectra
识别和表征再电离气泡使我们能够跟踪它们的大小分布，这取决于主要电离源，以及再电离和星系演化之间的关系。我们证明，光谱分辨$z\gtrsim6$莱曼α（Ly $α$）发射可以约束的再电离区域的属性。具体地，从源到中性区域的距离设置了与系统的最小可观测Ly $α$速度偏移。在Ly $α$共振的蓝色侧上的通量的检测意味着源驻留在大的、充分电离的区域中，光子可以在没有显著共振吸收的情况下逃逸，并且因此约束电离气泡内的大小和残余中性部分。我们估计的范围内的星系周围的区域，这是光学薄的蓝色Ly $α$光子，类似于类星体邻近区，作为源的电离光子输出和周围的气体密度的函数。该光学薄区域的半径通常为$\lesssim 0.3$ pMpc（允许通量的传输为$\gtrsim -250$ km s $^{-1}$），即到中性区域的距离的$\lesssim 20$ %。在概念验证中，我们证明了$z\approx6.6$星系COLA 1-具有蓝色Ly $α$峰-可能位于电离区域$>0.7$ pMpc中，具有剩余中性部分$<10^{-5.5}$。为了电离自己的邻近区域，我们推断COLA 1具有高电离光子逃逸分数（$f_{\mathrm{esc}}>0.50$），相对陡峭的紫外线斜率（$β< -1.79$）和低视线气体密度（$\sim0.5\times$宇宙平均值），这表明它是一种罕见的低密度视线。
2020-09-21 astro-ph.CO astro-ph.GA
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
The reionising bubble size distribution around galaxies
本文通过大规模再电离IGM模拟量化星系与过密区周围电离气泡尺寸分布，解释高红移Lyα探测，并提出区分再电离模型的观测途径。
2023-04-21 astro-ph.CO astro-ph.GA
Imprints of the first billion years: Lyman limit systems at $z \sim 5$
莱曼极限系统（LLS）追踪低密度环星系介质和星系际介质的最密集区域，因此它们的数密度和在高红移的演化，再电离后，是重要的约束。本文利用Giant Gemini GMOS巡天的$z \sim 5$的153个光学类星体光谱的均匀数据集，对高红移（$z_{\rm LLS} =3.5$-5.4）的LLS进行了巡天。我们的分析包括使用模拟光谱的调查偏差的详细调查，提供了重要的校正原始测量。我们估计在$z \approx 4.4$每单位红移的LLS发生率为$\ell(z) = 2.6 \pm 0.4$。结合我们的结果与以前的调查在$z_{\rm LLS} <4$，最适合的幂律演变是$\ell(z) = \ell_* [(1+z)/4]^α$与$\ell_* = 1.46 \pm 0.11$和$α= 1.70 \pm 0.22$（68\%置信区间）。尽管在以前的$z_{\rm LLS} <4$的结果提示，没有迹象表明从这个单一的幂律偏差后不久再电离。最后，我们将我们的新结果与以前的调查星系际和环星系介质约束的氢柱密度分布函数，$f(N_{\rm HI},X)$，超过10个数量级。$z \sim 5$的数据未被先前报告的$z \sim 2$-3（重新缩放后）的$f(N_{\rm HI},X)$模型很好地描述，拟合完整$z \sim 2$ -5数据集的7-枢轴模型在统计学上不可接受。我们的结论是，在…
2018-10-23 astro-ph.CO astro-ph.GA
First Data Release of the COSMOS Lyman-Alpha Mapping And Tomography Observations: 3D Lyman-$α$ Forest Tomography at 2.05 < z < 2.55
在$z\sim 2-3$的微弱的恒星形成星系可以作为替代的背景源，探测莱曼- $α$森林除了类星体，产生高的视线密度，使三维断层重建的前景吸收领域。在这里，我们提出了第一个数据发布的COSMOS莱曼阿尔法测绘和测绘观测（CLAMATO）调查，这是进行了LRIS摄谱仪上的LRIK-I望远镜。在COSMOS场中0.157 $\mathrm{deg}^2$的观测足迹上，我们使用了$2.17<z<3.00$上的240个星系和类星体，平均同向横向间隔为$2.37\,h^{-1}\,\mathrm{Mpc^3}$，作为背景源探测$2.05<z<2.55$上前景的莱曼- $α$森林吸收。然后使用$α$森林数据在具有有效平滑尺度$2.5\,h^{-1}\,\mathrm{Mpc}$的$3.15\,\times 10^5\,h^{-3}\,\mathrm{Mpc^3}$的共移动体积上创建维纳滤波断层扫描重建。除了传统的数字，这张地图还呈现为一个虚拟现实的YouTube 360视频可视化和可操纵的互动数字。我们看到大的密度过高和密度过低，在视觉上同意从光谱红移调查在同一领域的同时代星系的分布，包括与最近发现的几个星系原星团的体积。此数据发布包括红移目录，减少光谱，提取莱曼- $α$森林像素数据，和吸收的层析成像图。
2018-08-03 astro-ph.CO astro-ph.GA
Complex Lyman Alpha Profiles in Redshift 6.6 Ultraluminous Lyman Alpha Emitters
我们报告的超亮度莱曼α发射星系（LAEs）在z=6.6使用超Suprime-Cam的斯巴鲁望远镜上的NB 921过滤器的搜索。我们搜索了北极周围的30度平方区域，我们在宽带g '，r'，i '，z'和y'以及窄带NB 816和NB 921中观察到NB 921 < 23.5和z' -NB 921> 1.3的源。这对应于选择log L（Ly-alpha）> 43.5 erg/s。我们用凯克DEIMOS摄谱仪跟踪了7个候选LAEs（共13个），并确认了5个z=6.6的LAEs，一个z=6.6的AGN，具有宽的Ly-alpha线和强的红色连续谱，以及一个低红移（[OIII]5007）星系。这五个超亮度的LAE比低光度的LAE有更宽的谱线轮廓，其中一个源NEPLA 4的谱线轮廓与COLA 1相似。结合以前的结果，我们表明，线配置文件的z=6.6的超亮度LAEs系统不同于低光度LAEs在此红移。这一结果表明，超亮LAEs在其附近产生了星系际介质的高度电离区域，使星系的完整莱曼α轮廓-包括任何蓝色的翅膀-可见。如果这种解释是正确的，那么超铝LAEs提供了一个独特的机会，以确定其周围的电离区的属性，这将有助于理解z ~ 7星系际介质的电离。一个简单的计算给出了一个非常粗略的估计为0.015的逃逸分数的电离光子，但更复杂的计算需要充分表征的不确定性。
2018-05-01 astro-ph.CO astro-ph.GA
