The Universe is Reionizing at z~7: Bayesian Inference of the IGM Neutral Fraction Using Ly$α$ Emission from Galaxies
本文提出了一个新的灵活的贝叶斯框架，用于从探测到和未探测到Lyman break星系（LBG）的Lyman α（Ly $α$）辐射直接推断再电离时期（EoR，z~6 - 10）星系际介质（IGM）中中性氢的含量。我们的框架结合了复杂的再电离模拟与经验模型的星际介质（ISM）的辐射传输对LY $α$的影响。我们断言，从ISM出现的LY $α$线轮廓产生的光子通过IGM的传输有重要的影响，这些线轮廓取决于星系的属性。我们通过考虑Ly $α$线的峰值速度偏移来模拟这种效应，这些线与宿主星系的系统红移（或固定红移下的晕质量）相关。我们将我们的框架用于Pentericci等人（2014）提出的LBG样本，并推断出$\overline{x}_\mathrm{HI} = 0.59_{-0.15}^{+0.11}$在z~7处的全球中性分数，与EoR的其他可靠探针一致，并确认再电离在大爆炸后约7亿年仍在进行。我们表明，使用全分布的Ly $α$等效宽度检测和上限LBG的地方更严格的限制，不断发展的IGM比标准的Ly $α$发射极分数，以及较大的样本范围内的引力透镜场和JWST近红外光谱的深度光谱调查。
2018-02-15 astro-ph.CO astro-ph.GA
LATIS: Comparing Galaxy and IGM Tomography Maps as Tracers of Large-scale Structure and Protoclusters at $z \sim 2.5$
本研究利用 LATIS 巡天数据比较了 $z \sim 2.5$ 处 IGM 层析成像与星系巡天，发现部分存在强 IGM 吸收但无星系超密度的区域可能是隐藏着特殊星系群的 UV 暗弱原星系团，揭示了不同示踪剂间的差异。
2025-07-15 astro-ph.CO astro-ph.GA
Spectroscopic confirmation of z~7 LBGs: probing the earliest galaxies and the epoch of reionization
我们在ESO/VLT上展示了FORS 2超深光谱活动的最终结果，以确认从我们的VLT/Hawk-I成像调查中选择的三个独立领域的z~7“z-波段脱落”候选者。我们特别报道了在NTT深场中新发现的两个红移约为6.7的星系：这两个星系都显示出Ly-alpha发射线，其静止坐标系EW为15-20 A量级，光度为2-4 X 10^{42} erg/s。我们还提出了一个样本的i-dropout星系的超深观测的结果，从中我们设置了一个坚实的上限的分数的闯入者。在观察到的20个z-dropout中，我们确认了5个星系在6.7 < z < 7.1。这系统地低于根据较低红移观测得出的预期：特别是有一个显着缺乏对象与中间Ly-alpha EW（20和55 A之间）。我们的结论是LBG中Ly-alpha发射的分数从z~3到z~6不断增加的趋势很可能从z~6到z~7反转。解释观测到的LAE分数在辍学人口与再电离之间的快速变化需要一个快速演变的中性部分的氢在宇宙中。假设宇宙在z=6时完全电离，并采用Dijkstra et al.（2011）的半解析模型，我们发现我们的数据要求中性氢分数在时间Δ z ~ 1内发生Δ chi_{HI} ~ 0.6量级的变化，前提是逃逸分数在相同的红移间隔内没有显著增加。
2011-07-07 astro-ph.CO
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
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
High Precision Analyses of Lyman alpha Damping Wing of Gamma-Ray Bursts in the Reionization Era: On the Controversial Results from GRB 130606A at z = 5.91
Swift GRB 130606 A在z = 5.91处的空前明亮的余辉给我们提供了一个通过高精度分析Ly α吸收的红阻尼翼来探测再电离时代的独特机会，但不同望远镜观测到的光谱对星系际介质（IGM）中中性氢分数（fHI）的限制是矛盾的。在这里，我们研究的起源，这种差异进行分析的频谱VLT与我们自己的分析代码以前用于适应斯巴鲁频谱。虽然VLT团队没有报告使用VLT光谱的IGM HI的证据，但我们证实了我们之前的结果，即更喜欢非零IGM HI（当IGM HI扩展到GRB红移时，最佳拟合f_HI ~ 0.06）。不含IGM HI的模型的VLT光谱拟合残差显示出与斯巴鲁光谱相同的系统趋势。我们认为，两个小组之间的差异可能是由于配件所采用的波长范围不同;我们的波长范围比VLT团队的更宽，而且我们避免了深Ly α吸收的最短波长范围（lambda_obs < 8426 A），因为这一区域主要由宿主星系中的HI控制，并且宿主星系HI速度分布的系统不确定性很大。我们还研究了这些结果的灵敏度，通过Ly α截面公式，从经典的洛伦兹函数到最近的一个考虑到完全量子力学散射。研究发现，对非零IGM HI的偏好对截面公式的选择是稳健的，但它在定量上是不可忽略的，因此在未来的分析中应该小心。
2015-11-25 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
The Great Observatories Origins Deep Survey - VLT/VIMOS Spectroscopy in the GOODS-South Field: Part II
我们提出了完整的数据集的VIMOS光谱活动的ESO/GOODS计划在CDFS，补充FORS 2 ESO/GOODS光谱活动。GOODS/VIMOS分光活动分为两个独立的调查，使用两种不同的VIMOS grisms。VIMOS的低分辨率蓝（LR-Blue）和中分辨率（MR）橙格被用来覆盖不同的红移范围。LR-Blue活动主要针对观测z <1.8<3.5的星系，而MR活动主要针对z<1的星系和z>3.5的Lyman Break Galeries（LBG）。整个GOODS/VIMOS光谱活动包括20个VIMOS面罩。此版本在上一版本的基础上增加了8个新掩码（12个掩码，Popesso等人，2009）。我们总共获得了5052个光谱，3634个来自10个LR-蓝色掩模，1418个来自10个MR掩模。提取的光谱中有很大一部分来自偶然观察到的来源：LR-Blue中约21%，MR掩模中约16%。我们获得了2242红移LR蓝运动和976在MR运动的总成功率分别为62%和69%，增加到66%和73%，如果只考虑主要目标。典型的红移不确定性估计为~0.0012（~255 km/s）的LR-蓝棱镜和~0.00040（~120 km/s）的MR棱镜。通过用CDFS中公开的所有现有光谱红移补充我们的VIMOS光谱目录，我们编制了一个包含7332个条目的红移主目录，我们用它来研究z~3.7的大尺度结构。我们在L…
2010-01-07 astro-ph.CO
A critical analysis of the UV Luminosity Function at redshift~7 from deep WFC3 data
研究z=7的莱曼破缺星系（LBG）的光度函数（LF）对于确定它们在宇宙再电离中的作用具有重要意义。我们对z~7低频测定中的统计误差和系统误差进行了详细和严格的分析：我们收集了来自不同调查的z~7候选LBG的大样本，跨越了各种各样的区域和深度。特别是，我们结合了最近在HST上使用新的WFC 3近红外相机在GOODS-ERS和HUDF领域获得的深（J<27.4）和超深（J<29.2）调查数据，以及VLT和斯巴鲁在宽和浅区域的地基调查。我们使用z波段的公共ACS图像来选择z-dropout星系，并使用蓝色（BVI）和红色波段的其他公共数据来拒绝可能的低红移闯入者。我们将我们的结果与广泛的模拟进行了比较，以量化我们的选择标准的观测效果以及光度散射，颜色选择或候选人的形态的影响。我们发现z~7处的微弱LBG的数密度对所采用的颜色选择只有轻微的敏感性，但它强烈依赖于对模拟星系的半光分布所做的假设，用于校正观测样本的不完整性。由于z~7 LBG的物理尺寸分布未知，LBG LF的暗端的斜率因此具有相当大的不确定性。我们的结论是，在z~7的星系是无法recruitment宇宙，除非有一个显着的演变，在块状的IGM或在逃逸分数的电离光子，或者，有一个大的人口z~7的LBG与大的物理尺寸，但目前的观测仍然没有检测到。
2011-04-20 astro-ph.CO
The evolution of Lyman-break galaxies in CDM
本文在LambdaCDM模型下详细研究了莱曼破裂星系的性质。我们对GALFORM半分析模型的两个已发表的变体进行了预测：Baugh等人（2005）的模型，它在合并驱动的恒星爆发和头重脚轻的IMF主导的高红移下形成恒星; Bower等人（2006）的模型，它有活动星系核反馈和标准的太阳邻域IMF。我们预测的红移范围z=3-20的静止帧远紫外光度函数的演变，并与观测到的亮度函数的LBG在z=3-10。我们发现Baugh等人的模型与这些观测结果非常吻合，而Bower等人的模型预测了太多的高光度LBG。尘埃消光，这是预测自相一致的基础上星系气体含量，金属丰度和大小，发现有很大的影响LBG光度。我们比较了2<z<7时不同光度下LBG大小演化的预测与观测数据，发现Baugh等人的模型符合得很好。我们提出的恒星，晕和气体质量，恒星形成率，圆周速度，膨胀盘比，气体和恒星的金属丰度和集群的偏见，作为远紫外光度和红移的函数的预测。我们发现与目前的观测限制的广泛一致性。然后，我们提出了对LBG的丰度和角大小的预测，以非常高的红移（z<20），发现计划与JWST的深度调查应该检测到对象到z<15。在高红移时，星系的典型紫外光光度很低，这对探测负责IGM再电离的星系具有重要意义，例如，在z=10时，50%的电离光子预计是由比M_AB（1500 A）-5logh ~-15更暗的星系产生的。
2010-11-16 astro-ph.CO
Metals in the IGM approaching the re-ionization epoch: results from X-shooter at the VLT
本文介绍了用于研究z ~ 6类星体的X射线摄谱仪的观测结果。本文主要研究金属在高红移处的性质，特别是用C Ⅳ双重吸收系统追踪。观测到6个物体，目视分辨率约为27和34公里/秒，近红外分辨率为37.5和53.5公里/秒。我们在4.35 < z < 6.2的范围内检测到102条C IV线，其中27条在z ~ 5以上。由于X-shooter的分辨率和光谱覆盖范围的特性，我们还可以检测到与z>5的C IV相关的25 Si IV双峰。相对于由低红移（1.5 < z <4）C IV线定义的归一化，观察到C IV线样品的柱密度分布函数在z>~ 5.3的红移中演化。这种行为反映在C IV宇宙质量密度的红移演化中，ω_CIV，列密度在13.4 < log N（C IV）< 15范围内的谱线，这与z>~ 5.3时下降~2倍是一致的。仅考虑较强的CIV线（13.8 < log N（CIV）< 15），Omega_CIV在z ~ 6.2和z~ 1.5之间以约10的因子缓慢上升，并且可能朝向z ~ 0变平。这种增长很好地符合幂律：Omega_CIV =（2+-1 x10 ^{-8} [（1+z）/4]^{-3.1+-0.1}。通过将观测到的CIV、Si IV和CII吸收体的柱密度与一组云光电离模型的输出进行比较，深入了解了CIV吸收体的性质及其随红移的演化。正如宇宙学模拟所指出的那样，我们发现C IV在z …
2013-08-07 astro-ph.CO
The VIMOS Ultra-Deep Survey (VUDS): IGM transmission towards galaxies with 2.5<z<5.5 and the colour selection of high redshift galaxies
观测到的遥远星系的紫外静止标架光谱是星系内禀辐射与星系际介质（IGM）沿视线吸收的结果。本文分析了VIMOS超深巡天（VUDS）中2127个2.5<z<5.5星系的平均IGM透射率Tr（Ly_alpha）及其沿视线的色散的演化。我们使用光谱拟合算法GOSSIP+拟合模型光谱，结合IGM传输范围到星系光谱。我们使用这些拟合得到的平均IGM传输到每个星系的几个红移切片从z=2.5到z=5.5。我们发现在红移2.75，3.22，3.70，4.23，4.77处，IGM的平均透过率分别为79%，69%，59%，55%和46%。我们比较这些结果从类星体的视线获得的测量，并发现IGM传输到星系是在极好的协议与类星体的值红移z~4。与类星体的结果相比，我们发现了在z>= 4时IGM透射率更高的初步证据，但是如果在z>4时恒星形成星系的内部尘埃消光的平均值显著超过E（B-V）>0.15，则尘埃消光和IGM之间的简并性阻止得出确切的结论。最重要的是，我们发现了一个大的分散的IGM传输沿视线对遥远的星系与68%的分布在10至17%的中值在三角洲z=0.5箱，类似于什么是发现对类星体的LOS。我们证明了在选择高红移星系时，根据它们的颜色特性（例如LBG或光度红移选择）或以其他方式在选择高红移星系种群时面临显着的不完整性时，考虑到这种大范围的IGM传输的重要性。
2014-11-20 astro-ph.CO
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
The lack of intense Lyman~alpha in ultradeep spectra of z=7 candidates in GOODS-S: imprint of reionization?
本文介绍了在GOODS-S场从Hawk-I/VLT和WFC 3/HST成像中选出的7个z>6.5的莱曼破裂星系（LBG）候选者的VLT上用FORS 2获得的超深光学光谱。对于一个星系，我们检测到一条低显着发射线（S/N< 7），位于9691.5 +/- 0.5A，通量为3.4 x 10^（-18）erg/cm^2/s。如果被识别为莱曼α，它将LBG置于红移z=6.972+/- 0.002，静止框架等效宽度EW}= 13 A。使用蒙特卡罗模拟和2<z<6的保守EW分布函数，我们估计在信噪比大于10的情况下，在我们的数据中没有观测到星系的概率约为2%，在信噪比=5的情况下，7个星系中只有1个星系被观测到的概率约为4%，但这些概率可能小到约1 E-3，这取决于EW分布的细节。我们的结论是，要么是一个显着的部分候选人是不是在高红移或一些物理机制淬灭莱曼α发射从星系出现在z>6.5，突然扭转的趋势，增加的红移观察到z~ 6.5强发射体的比例增加。我们讨论的可能性，越来越中性的星系际介质是负责这种淬火。
2010-10-13 astro-ph.CO
Spectroscopic Observations of Lyman-Break Galaxies at Redshift ~ 4, 5 and 6 in the GOODS-South Field
本文报道了在欧洲南方天文台-甚大望远镜（ESO-VLT）上用FORS 2摄谱仪对起源深巡天中的莱曼破裂星系（Lyman-break galaxies，LBG）在平均红移z~4，5和6处的观测结果，共得到114个星系的光谱鉴别，其中z~4，z~5，z~6各有51个，32个。所采用的选择标准是有效的，识别星系在预期的红移与最小的前景污染。一旦选择效应被适当地考虑，高红移LBG的静止坐标系UV光谱似乎与z~3处的对应物相似。在z~3处，z~4和z~5处的LBG在发射和吸收中都显示Lya;当在吸收时，观察到强星际线和红UV光谱，这一事实在z~2和3处也测量到。在z~6处，灵敏度问题使我们的样本偏向于发射Lya的星系;然而，这些光谱似乎与它们的低红移对应物相似。在类似的红移的其他研究中，我们发现明确的证据表明，较亮的LBG往往有较弱的Lya发射线。在固定的静止帧紫外光度，在较高的红移的Lya发射线的等效宽度较大。在所有可以可靠测量的红移中，Lya发射线的红移都大于星际吸收线的红移，在z~4和5处的中位速度差Δ V约为400 km/s，与较低红移的结果一致。这表明在高红移时，强有力的大尺度风是常见的。一般来说，紫外光的形态和光谱特性之间没有很强的相关性。然而，具有深星际吸收线和强Lya吸收的星系似乎比具有Lya发射的星系更弥散。（节略）
2009-01-27 astro-ph.CO
Spectroscopic Confirmation of a z=6.740 Galaxy behind the Bullet Cluster
我们提出了我们的光谱后续的星系团背后的6.5 < z < 10候选星系的第一个结果。我们报告的光谱确认的本质暗淡莱曼break星系（LBG）确定为一个Z 850 LP-带辍学背后的子弹星系团。我们使用FORS 2 VLT进行16小时长的曝光，在λ = 9412 λ处检测到>5σ显著性的发射线。基于在更蓝的宽带滤波器中没有通量，源的蓝色，以及没有额外的谱线，我们确定该谱线为Lyα，z = 6.740 \pm 0.003。积分谱线通量为f =（0.7 \pm 0.1 \pm 0.3）\times 10^{-17} erg^{-1} s^{-1} cm^{-2}（不确定性分别由随机误差和通量校准误差引起），使其成为在这些红移下探测到的最微弱的Lyα通量。假设放大倍数μ = 3.0 \pm 0.2，（针对透镜效应校正）通量为（0.23 \pm 0.03 \pm 0.10 \pm 0.02）\times 10^{-17} erg^{-1} s^{-1} cm^{-2}（由于放大而产生的额外不确定性），这比z ~ 7星系中的其他此类测量要暗~2-3倍。该天体在H 160 W波段的本征星等为m^int（H_160 W）=27.57 \pm 0.17，对应于这些红移的长周期星系的L* 为0.5。该星系是光谱证实的两个在这些高红移的sub-L* LBG星系之一（另一个也是透镜z = 7.045星系）…
2012-07-23 astro-ph.CO
Spectroscopic confirmation of two Lyman break galaxies at redshift beyond 7
本文报道了两个红移> 7的莱曼破裂星系的光谱确认。这些星系是作为ESO/VLT的FORS 2超深光谱活动的一部分进行观测的，目的是确认从我们的VLT/Hawk-I成像调查中选出的z~7 "z-波段脱落“候选者。这两个星系分别在9735 A和9858 A处显示出一条显著的发射线：这些线的通量约为1.6-1.2 x 10^（-17）erg/s/cm 2，在蓝色一侧呈现出急剧下降，在红色一侧呈现出一条尾巴。该不对称性与在z ~ 6 Ly-alpha谱线中观察到的不对称性定量相当，其中IGM中中性氢的吸收截断了发射谱线轮廓的蓝色侧。我们仔细评估了星系处于较低红移的可能性，我们正在观察[OII]，[OIII]或H-α发射：然而，从光谱和光度数据中，我们得出结论，除了在红移>7的Ly-alpha之外，没有其他合理的识别，这意味着这是再电离时期星系中最可靠的两个红移测定。基于它们的红移和宽波段测光，我们得到了两个星系的恒星形成率和紫外光谱斜率的限制。我们认为，这两个星系单独是不可能电离的IGM在其周围。
2011-02-23 astro-ph.CO
ALMA Lensing Cluster Survey: Bright [CII] 158 $μ$m Lines from a Multiply Imaged Sub-$L^{\star}$ Galaxy at $z=6.0719$
我们在ALMA透镜星系团巡天（ALCS）的$z=6.0719\pm0.0004$观测到了一个强放大和多重成像的（$μ\sim20-160$）亚$L^{*}$（$M_{\rm UV}$ = $-19.75^{+0.55}_{-0.44}$）莱曼破裂星系（LBG）的亮[CII] 158 $μ$ m谱线。在$\geq$ 8 $σ$上，在268.7 GHz处确定了发射线，正好位于大质量星系团RXCJ 0600 $-$ 2007后面的LBG的两个多重图像的位置。我们的镜头模型，更新了VLT/MUSE的最新光谱，表明LBG的一个子区域穿过焦散，并被透镜化为一个长的（$\sim6''$）弧，局部放大率为$μ\sim 160$，其中[CII]线也被显着检测到。源平面重建解决了星际介质（ISM）的结构，显示[CII]线是同空间的静止帧紫外连续在$\sim$ 300 pc的规模。[CII]线的性质表明，LBG是一个旋转主导的系统，其速度梯度解释了整个LBG和它的子区域之间的红移的微小差异。从LBG的次区域到整个区域的恒星形成率（SFR）- $L_{\rm [CII]}$关系与本星系的一致。我们评估了$z=6$的[CII]光度函数的暗端的下限，发现它与半解析模型的预测和局部SFR- $L_{\rm [CII]}$关系与$z=6$的SFR函数的预测是一致的。这些结果意味着局域SFR- $L_{\rm [C…
2021-01-06 astro-ph.CO astro-ph.GA
Keck Spectroscopy of Faint 3<z<7 Lyman Break Galaxies: - I. New constraints on cosmic reionisation from the luminosity and redshift-dependent fraction of Lyman-alpha emission
我们提出了一个新的Keck光谱调查的结果，在红移范围3<z<7的紫外微弱的LBG。结合早期的Keck和已发表的ESO VLT数据，我们的样本包含600多个辍学者，为可能主导宇宙再电离过程的典型亚L * 源的性质提供了新的见解。在这里，我们使用这个样本来计算连续选择的退出中强Lya发射体的分数。通过量化“Lya分数”如何随红移而变化，我们试图限制与再电离相关的Lya传输的变化。为了区分再电离的影响与其他影响Lya分数的因素（例如尘埃，ISM运动学），我们研究了当IGM被电离时，Lya分数在3<z<6上的光度和红移依赖性。这些结果表明，低光度星系比高光度星系更频繁地出现强Lya辐射，并且在固定光度下，强Lya辐射的普遍性随着红移的增加而适度增加。基于我们的数据集中的蓝色紫外线斜率和强Lya发射星系之间的相关性，我们认为，Lya分数的趋势是由红移和亮度依赖的变化，在尘埃遮蔽，与可能的额外贡献的趋势中的运动学和覆盖部分的中性氢。基于候选z~7透镜LBG的有限IR光谱，我们发现在z~7处Lya分数的尝试性减少，如果通过未来的调查证实，则该结果将表明中性分数在该时期增加。考虑到哈勃WFC 3/IR巡天提供的z和Y滴，我们表明很快就有可能使用光学和近红外光谱仪显着提高对Lya分数的估计，从而将本文中进行的研究扩展到7<z<8。
2010-03-26 astro-ph.CO
LIMFAST. V. Probing Reionization with the Synergy Between 21 cm and Photometric Galaxy Surveys
Northwestern University（西北大学）；University of Pennsylvania（宾夕法尼亚大学）；California Institute of Technology（加州理工学院）；Jet Propulsion Laboratory, California Institute of Technology（加州理工学院喷气推进实验室）；University of California, Los Angeles（加利福尼亚大学洛杉矶分校）
本文提出利用21厘米信号平方与测光星系互相关的高阶统计量，克服红移精度限制，结合SKA-Low和罗曼巡天数据，在10平方度重叠区域实现再电离纪元物理参数的高显著性约束。
2026-09-30 astro-ph.CO astro-ph.GA
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
Evolution of the observed Ly-alpha luminosity function from z = 6.5 to z = 7.7: evidence for the epoch of reionization ?
目标。Ly-alpha发射体（LAEs）在再电离时期可以检测到非常高的红移。LAE光度函数随红移的演化是星系际介质（IGM）的Ly-alpha透射的直接探测，因此也是IGM中性氢部分的直接探测。因此，测量红移z = 7.7的LAEs的Ly-alpha光度函数（LF）允许我们将宇宙的电离状态限制在这个红移。方法.我们在VLT用HAWK-I仪器观测了三个7.5“x7.5”的场，该仪器具有中心在1.06 $μ$ m的窄带滤波器，并以红移z ~ 7.7的LAEs为目标。选择这些字段是为了获得多波长数据。一个领域是一个星系团，子弹星系团，它使我们能够使用引力放大来探测比该领域更暗的光度。另外两个油田是GOODS Chandra深层油田南部和CFHTLS-D4深层油田的分区。我们从各种颜色标准中选择了z=7.7的LAE候选者，特别是从光学波段中没有检测到的候选者。结果我们在z = 7.7的~2.4 x 10^4 Mpc^3范围内没有发现任何LAE候选者，直到AB星等的窄带~ 26，这使我们能够推断出在这个红移下Ly-alpha LAE光度函数的鲁棒约束。结论.根据Hu et al.（2010）、Ouchi et al.（2010）和Kashikawa et al.（2011）的不同LF，z = 6.5处的预测平均天体数分别为2.5、13.7和11.6。根据我们所指的这些LF中的哪一个，我们排除…
2011-10-19 astro-ph.CO
A spectroscopically confirmed z=1.327 galaxy-scale deflector magnifying a z~8 Lyman-Break galaxy in the Brightest of Reionizing Galaxies survey
我们提出了一个详细的分析，一个$z\sim8$莱曼破裂星系（LBG）在空白领域的引力透镜的个别情况下，确定在哈勃空间望远镜的图像作为再电离星系巡天的一部分。为了研究明亮的（$m_{AB}=25.8$）$Y_{098}$-dropout星系与一小群前景星系的紧密接近，我们利用VLT/X-Shooter获得了dropout星系和两个前景星系的深光谱。我们在最亮的两个前景星系中探测到H-$α$、H-$β$、[OIII]和[OII]发射（在$0.8$角秒的自然视宁度下无法分辨），将这对星系置于$z=1.327$。我们可以排除在$70σ$的$H_{160}$带中贡献所有观测到的宽带通量的发射线，从而使我们能够排除$z\sim8$候选者作为低红移的闯入者，其宽带测光由强发射线主导。前景星系对位于峰值的光度，红移和分离分布的偏转器的强透镜$z\sim8$对象，我们做了一个边缘检测的最深（$J_{125}$）过滤器中的缩小的二次图像。我们表明，配置可以准确地模拟由一个奇异的等温椭球偏转器和一个Sérsic源放大的一个因素$μ=4.3\pm0.2$。最佳拟合模型中的重建源与文献中$z\sim8$长带隙的亮度和形貌一致。透镜模型得出$9.62\pm0.31\times10^{11} M_{\odot}$的群质量和最亮偏转星系$M_{\star}/L_{B}=2.3^{+0.8}_{-0.6} M_{\…
2015-08-14 astro-ph.CO
The VIMOS VLT Deep Survey: Star Formation Rate Density of Lya emitters from a sample of 217 galaxies with spectroscopic redshifts 2<z<6.6
目标。本工作的目的是研究Ly-a发射体（LAE）对宇宙2<z<6.6区间恒星形成率密度（SFRD）的贡献。方法.我们收集了来自Vimos-VLT深度巡天（VVDS）的217个LAE样本，其光谱红移范围为2 < z < 6.62，通量低至F=1.5x10^18 erg/s/cm^2。133个LAE是在VVDS-Deep测量的22 arcmin ^2和VVDS-Ultra-Deep测量的3.3 arcmin ^2的总狭缝面积中偶然识别的，84个是在VVDS-DEEP测量的0.62 deg^2和Ultra-Deep测量的0.16 deg^2中定向识别的。在偶然发现的目标中，我们估计90%的发射线最有可能是Ly-a，而剩下的10%可能是[OII]3727或Ly-a。我们计算了LF，并推导出SFRD从LAE在这些红移。结果VVDS-LAE样品的弱线通量F（Lya）= 1.5 × 1^18 erg/s/cm^2（对应于z~3处的L（Lya）=10^41 erg/s），使得光度函数的暗端斜率在红移z~2.5处被限制为a=-1.6+-0.12，在z=4处被限制为a=-1.78+0.1-0.12，将先前LAE研究中发现的趋势置于坚实的统计基础上，并表明亚L * LAE对SFRD有显著贡献。在2<z 1.5x10^18 erg/s/cm^2的区域，暗LAE的投影数密度和体密度<6.6 with …
2010-10-20 astro-ph.CO
Narrow band selected high redshift galaxy candidates contaminated by lower redshift O[III] ultrastrong emitter line galaxies
上下文莱曼间断星系巡天（LBG）和窄带巡天（NB）已经成功地探测到了大量高红移星系的样本。这两种方法都受到低红移闯入者的污染。目标。在本文中，我们的目的是调查的性质，低红移的闯入者在NB莱曼- $α$发射（LAE）搜索。方法.从之前HAWK-I NB在z $\sim$ 7.7的成像中，我们确定了三个物体，如果我们的光学数据浅一个数量级（但仍然比近红外数据暗一到两个数量级），它们将被选为高红移LAE。我们在VLT用XSHOOTER跟踪这些天体的光谱。结果尽管由于恶劣的天气条件导致数据质量低下，但对于三个物体中的每一个，我们在物体的光谱中识别出一条且仅一条发射线，我们将其识别为O[III] 5007 A线。这一结果结合光谱能量密度拟合和基于几个星系群体的线比的测试，我们推断这3个物体是红移为$\sim$ 1.1的超强线发射体。结论.从这项工作和文献中，我们注意到，O[III]线似乎是一个常见的污染源，在高红移LBG和LAE样品，我们建议，努力把高精度的特性的O[III]光度函数的红移$\sim$ 3或更高。
2015-02-24 astro-ph.CO astro-ph.GA
Constraining the ratio of median pixel optical depth profile around z ~ 4 quasars using the longitudinal proximity effect
我们提出了一个详细的研究的纵向邻近效应使用的样本的85个类星体跨越发射红移范围的$3.5 \leq z_{em} \leq 4.5$和莱曼连续发光度（$L_{912}$）范围从1.06 $\times 10^{31}$到2.24 $\times 10^{32}$ erg s $^{-1}$ Hz $^{-1}$。我们使用安装在甚大望远镜（VLT）上的X-SHOOTER摄谱仪在$R\sim$ 5100和S/N $\sim$ 30的光谱分辨率下获得的这些类星体的高质量光谱。在我们的分析中，我们比较了透射通量和像素光学深度的Ly PDMATHAMT吸收起源于类星体附近的一般星系际介质通过使用红移匹配的控制样本。类星体的纵向邻近效应可达$r \leq 12$ Mpc（proper）。通过适当地放大类星体附近的像素光学深度来解释类星体的过度电离，我们限制了类星体附近的中间HI光学深度与IGM的中间HI光学深度之比（$R_τ(r)$）。$R_τ(r)$被发现是显着高于单位高达6 Mpc的类星体的典型径向轮廓的形式$R_τ(r) = 1+A \times exp(-r/r_0)$与$A=9.16\pm 0.68$和$r_0= 1.27\pm 0.08$ Mpc。发现在0-6 Mpc的径向仓上的缩放像素光学深度的积分值比IGM的中值像素光学深度的对应积分值高$2.55 \pm 0.17$倍。我们还…
2021-05-05 astro-ph.CO
Chasing the Tail of Cosmic Reionization with Dark Gap Statistics in the Ly$α$ Forest over $5 < z < 6$
我们提出了一个新的调查星系际介质（IGM）的再电离结束附近使用“暗隙”的莱曼α（Ly $α$）森林。使用光谱的55类星体在$z_{\rm em}>5.5$，包括新的数据从XQR-30 VLT大型计划，我们确定的差距在LY $α$森林中的传输平均超过1共动$h^{-1}\,{\rm Mpc}$箱下降到5%以下。在$z<6$处鉴定出9个超长（$L > 80~h^{-1}\,{\rm Mpc}$）暗缺口。此外，我们量化的类星体光谱的分数表现出的差距长于$30~h^{-1}\,{\rm Mpc}$，$F_{30}$，作为红移的函数。我们分别在$z = 6.0$、5.8和5.6处测量到$F_{30} \simeq 0.9$、0.6和0.15，这些长暗隙中的最后一个持续到$z \simeq 5.3$。比较我们的结果与流体动力学模拟的预测，我们发现，数据是一致的模型，其中再电离扩展显着低于红移6。IGM基本上完全再电离的模型在$z \lesssim 6$的电离UV背景中保留大尺度波动，也可能与数据一致。总的来说，我们的研究结果表明，签名的形式的中性氢岛和/或大规模的波动的电离背景仍然存在于IGM，直到至少$z \simeq 5.3$的再电离。
2021-09-13 astro-ph.CO astro-ph.GA
The bright end of the z ~ 7 UV Luminosity Function from a wide and deep HAWK-I survey
我们在这里介绍了ESO大型计划的后半部分，该计划利用了VLT相机Hawk-I在近红外中提供的区域和灵敏度的独特组合。我们用Hawk-1在两个高银纬区的Y波段获得了~30小时的观测。我们将Y波段数据与深J和K Hawk-I观测数据以及FORS 1/FORS 2 U、B、V、R、I和Z观测数据相结合，以选择Z-Y> 1、没有光学探测和Y-J和Y-K色项平坦的z-drop星系。我们在Y = 25.5 - 26.5的幅度范围内检测到8个高质量候选者，我们将其添加到在GOODS-South场上的两个Hawk-I指向中选择的z下降候选者。我们使用在我们调查的-161 arcmin ^2中发现的15个天体的完整样本来约束z~7长周期星系的平均物理性质和数密度的演化。叠加分析得出最佳拟合的SED，光度红移z = 6.85 +0.20-0.15，E（B-V）= 0.05 +0.15-0.05。我们计算了z~7 LF的分箱估计，并探讨了光度散射和模型不确定性对统计约束的影响。在通过蒙特卡罗模拟解释了预期的不完整性之后，我们加强了我们之前的发现，即在> 99%的置信水平下，排除了z = 6到z = 7的Schechter光度函数常数，甚至包括宇宙方差的影响。对于比M_1500 =-19.0更亮的星系，我们得出光度密度rho_UV = 1.5 ^{+2.1}{-0.8} x 10^25 erg/s/Hz/…
2010-07-30 astro-ph.CO
Probing Ultra-late Reionization: Direct Measurements of the Mean Free Path over $5<z<6$
本文通过类星体光谱直接测量了红移5到6之间电离光子的平均自由程，首次在z≈5.3和5.6处获得数据，发现其随时间快速增长并显著偏离完全电离模型，表明IGM在红移六以下仍处于再电离或强涨落状态。
2023-08-08 astro-ph.CO astro-ph.GA
On the Stellar Populations and Evolution of Star-Forming Galaxies at 6.3 < z < 8.6
我们研究了6.3 < z < 8.6的星系的物理特性，这些星系是从哈勃太空望远镜上的宽视场相机3（WFC 3）的深近红外成像中选出的。考虑到使用模拟的光度散射，z ~ 7处的星系与> 4 sigma置信度的典型本地星暴星系相比具有更蓝的UV颜色。虽然这些颜色需要年轻的年龄（<1亿年），低或零尘埃衰减，和低金属丰度，这些都是可以解释的正常（尽管未红化）恒星星族，没有证据表明金属丰度接近零和/或头重脚轻的初始质量函数。宇宙在这些红移下的年龄限制了晚型星群中恒星的质量，WFC 3测光表明星系恒星质量约为10^8 ~ 10^9 Msol，萨尔彼得初始质量函数的极限星等为M_1500 ~-18。“特征”（L*）z > 7星系的质量在较低的红移下小于L* Lyman break星系（LBG）的质量，并且与根据3 < z < 6的Lyman α发射选择的较不演化的星系相当，这意味着6.3 < z < 8.6星系是较低红移下更演化星系的祖先。我们估计，莱曼α辐射能够对观测到的这些红移星系的WFC 3颜色做出贡献，估计典型的线通量约为10^-18 erg s^-1 cm^-2，比目前计划的观测大约低4倍。在z ~ 7和z ~ 8处检测到的星系的综合紫外比光度是在假设低聚集因子的情况下重新计算IGM所需的几个因子之内，这意味着为了重新计算宇宙星系在这些红移处具有高（~ 50%）的莱曼连续谱光子逃逸分数…
2010-06-21 astro-ph.CO
