Lyman-alpha emitters gone missing: evidence for late reionization?
我们将高分辨率流体动力学模拟与中等分辨率、仅含暗物质的模拟和电离区生长的分析模型相结合，估算了6<=z<=8星系中莱曼α辐射可见度的大尺度分布和红移演化。中性氢在再电离过程中的不均匀分布导致了大尺度上莱曼α跃迁的显著波动。transmittance不仅取决于电离的星系际介质的体积分数和本地电离背景的振幅，但也相当敏感的Lyman-α发射线的相对速度移动的演变，由于共振散射。我们再现了莱曼α发射星系的空间密度下降的速度与观察到的相当迅速地演变的中性分数之间的z=6-8，和一个典型的莱曼α线速度偏移100公里/秒的系统在z=6的红移减少向更高的红移。新的（02/2015）普朗克结果表明，这种最近的再电离结束不再受到宇宙微波背景的限制。
2015-06-16 astro-ph.CO
Impact of inhomogeneous reionization on the Lyman-α forest
在高红移处的\lya森林是再电离的一个强有力的探测器。建模和观察这种印记带来了重大的技术挑战：必须考虑到不均匀的再电离，同时能够在再电离之前解决网状小尺度结构。在这项工作中，我们量化的非均匀再电离的影响\lya森林在较低的红移（$2 < z < 4$），即将到来的调查，如DESI将使通量功率谱的精确测量。我们使用两个小盒子模拟能够处理的\lya森林和半数值大盒子模拟的小尺度结构能够代表非均匀再电离的影响。我们发现，不均匀的再电离可以产生可测量的影响\lya森林功率谱。$z_{\rm obs} = 4$和$k = 0.14 \ \rm{Mpc}^{-1}$的3D功率谱的偏差范围为$19 - 36\%$，对后期再电离的影响更大。通过$z_{\rm obs} = 2$，校正减小到$2.0 - 4.1\%$。对1D功率谱的影响较小，范围从$z_{\rm obs}=4$处的$3.3 - 6.5\%$到$z_{\rm obs}=2$处的$0.35 - 0.75\%$，这些值与当前和即将进行的调查中的统计不确定性相当。此外，我们研究如何可以这个系统的约束与21厘米功率谱的四极的帮助。
2019-05-20 astro-ph.CO
The Luminosity Function of Lyman alpha Emitters at Redshift z=7.7
Lyman α（Lya）发射线在中性星系际介质（IGM）中会发生衰减。因此，Lya发射体在高红移处的可见度可以作为50%水平上再电离的有价值的探针。我们提出了一个成像搜索z=7.7 Lya发射星系使用超窄带滤波器（滤波器宽度= 9A）的NEWFIRM成像仪在基特峰国家天文台。我们在1.4 x 10^4 Mpc^3的测量体积中发现了四个候选的Lya发射体，其线通量亮度超过6 x 10 ^-18 erg/cm^2/s（2”孔径中为5 sigma）。我们还进行了一个详细的蒙特卡罗模拟，结合仪器的影响，以估计我们的调查中预期的Lya发射体的数量，并发现，我们应该期望检测到一个Lya发射体，假设一个非演变的Lya光度函数（LF）之间的z=6.5和z=7.7。即使目前的候选者之一在光谱上被确认为z~ 8Lya发射体，也将表明Lya LF从z=3.1到z~8没有显著的演变。虽然坚定的结论将需要光谱确认和更大的调查，以提高星系的数量计数，我们成功地证明了敏感的近红外（1.06微米）窄带搜索的可行性，使用定制的过滤器，旨在避免OH发射线，构成大部分的天空背景。
2010-09-24 astro-ph.CO
The Detectability of Lyman Alpha Emission from Galaxies during the Epoch of Reionization
我们研究了Lyman Alpha（Lya）发射线在再电离时期（EoR）的可见性。结合银河系外流模型与大规模的再电离半数值模拟，我们量化的概率分布函数（PDF）的分数Lya光子通过星系际介质（IGM），T_IGM传输。我们的研究重点是星系填充暗物质晕质量的M_halo=1e10 M_sun在z=8.6，这是受到最近报道的星系在z=8.6与强大的Lya线发射发现。对于合理的模型假设，我们发现风导致T_IGM>10% [50%]，对于大多数星系，即使宇宙体积约为80% [60%]中性。因此，从报道的z=8.6星系中观察到的强Lya发射与高度中性的IGM一致。我们还调查了最近的初步证据的影响，观察到的“LAE分数”之间的辍学星系z=6和z=7之间的减少。如果得到证实，我们表明，在x_HI的快速演变将需要通过再电离的影响来解释这一观察。
2011-11-30 astro-ph.CO
Cross-correlation between the 21-cm signal and [OIII] emitters during early cosmic reionization
我们研究统计的21厘米信号的时代的再电离。我们建议使用[OIII]线发射星系交叉相关的21厘米信号从$z = 7 - 10$。为了这个目的，我们采用模拟再电离后处理的高分辨率宇宙流体动力学模拟大规模黑色-II的三维（3D）辐射转移代码碰撞以下的电离光子从各种来源的传播。我们发现，在再电离的早期阶段，21厘米的信号与大尺度$(k < 1h~\rm cMpc^{-1})$上的[OIII]发射器的空间分布呈正相关。这种正相关性是由温度-星系相关性产生的，它比我们假设加热饱和时大几倍。随着再电离区的扩大，相关性从$z = 10$变为8。在这个时期的信号可以通过结合平方公里阵列（SKA）和宽场[OIII]发射器调查来检测。我们还计算了3D [OIII]强度场的互功率谱，旨在利用未来的强度映射观测。我们得出结论，高红移[OIII]线发射器可以用来探测再电离过程时，星系际介质基本上是中性的。
2019-09-10 astro-ph.CO astro-ph.GA
Predicting the Merger Fraction of Lyman alpha Emitters from Redshift z~3 to z~7
快速的质量组装，可能来自合并或平滑吸积，已经被预测在高红移莱曼α（Lya）发射体的恒星形成中起着至关重要的作用。在这里，我们预测的主要合并，次要合并，并顺利吸积的Lya发射体分数从z~3到z~7使用大暗物质模拟，和一个简单的物理模型，是成功地再现许多观察在这个大的红移范围。这个模型的核心原则，不同于许多早期的模型，是在Lya发射体的恒星形成是成正比的质量吸积率，而不是总的晕质量。我们发现，在z~3，近35%的Lya发射器通过主要的（3：1）合并，并增加到约50%，在z~7。这意味着大部分高红移Lya发射体的恒星形成是由合并驱动的。虽然模型预测和观测到的合并分数之间存在差异，但其中一些差异（约15%）可以归因于模拟中用于定义合并的质量比。我们预测，未来，更深入的观察，使用3：1的定义，主要合并将发现>30%的主要合并部分的Lya发射器在红移>3。
2011-10-21 astro-ph.CO
JWST ASPIRE: How Did Galaxies Complete Reionization? Evidence for Excess IGM Transmission around ${\rm [O\,{\scriptstyle III}]}$ Emitters during Reionization
利用JWST ASPIRE巡天数据研究z≈5.4-6.5处[O III]发射线星系与Lyα森林的互相关，发现其周围存在过量IGM透射和超过50 cMpc的电离泡，表明再电离晚期需要更多暗弱星系或更大尺度紫外背景，对现有再电离模拟提出挑战。
2025-03-10 astro-ph.CO astro-ph.GA
Detections of Faint Lyman-alpha Emitters at z = 5.7: Galaxy Building Blocks and Engines of Reionization
We report results of a unprecedentedly deep, blind search for Ly-alpha emitters (LAEs) at z = 5.7 using IMACS, the Inamori-Magellan Areal Camera & Spectrograph, with the goal of identifying missing sources of reionization that could also be basic building blocks for today's L* galaxies. We describe how improvements in wide field imaging with the Baade telescope, upgrades to IMACS, and the accumulation of ~20 hours of integration per field in excellent seeing led to the detection of single-emission-line sources as faint as F ~ 2 x 10^{-18} ergs s^{-1} cm^{-2}, a sensitivity 5 times deeper than …
2011-07-19 astro-ph.CO
Constraints on Hyperluminous QSO Lifetimes via Fluorescent Lya Emitters at Z~2.7
我们目前的观察人口的Lya发射体（LAEs）通过从附近的超发光类星体的电离辐射的再加工表现出荧光发射。这些LAEs是在红移2.5 < z < 2.9处进行的调查的一部分，结合了窄带光度选择和光谱跟踪，以表征发射机制，物理性质和发射体相对于其附近超亮类星体的三维位置。这些数据使我们能够探测类星体的辐射场，从而探测类星体的辐射历史，我们确定我们样本中的8个类星体中的大多数在100万年< t_Q <2000万年的时间内都是活跃的，并且具有可比的光度。此外，我们还发现电离类星体辐射相对于视线的张角必须大于或等于30度。
2013-08-07 astro-ph.CO
What is the Physical Origin of Strong Lya Emission? I. Demographics of Lya Emitter Structures
本文介绍了利用HST/ACS和WFC 3-IR对426个z~2.2的Lya发射体（LAEs）进行深河外遗留巡天观测的大样本结构分析结果。我们确认LAE的恒星成分的合并分数和平均椭圆率分别为10- 30%和0.4-0.6，这与以前的研究结果相当。我们成功地确定，一些LAEs之间的Lya和恒星连续谱发射峰，d_Lya，由~2.5-4千秒差距超出我们的统计误差的空间偏移。为了揭示LAEs强Lya辐射的物理来源，我们研究了EW（Lya）=20- 250 A范围内Lya等效宽度（EW）与合并分数、d_Lya和恒星分布椭圆率的关系。与预期相反，我们发现Lya EW的合并比例并未显着增加。通过Kolmogorov-Smirnov（KS）检验，发现d_Lya与EW（Lya）之间存在反相关关系。有一种趋势，具有大的Lya EW的LAE具有小的椭圆度。这与最近的理论主张是一致的，即Lya光子可以更容易地从具有小椭圆率的正面圆盘中逃逸，这是由于沿着视线的星际气体较少，尽管我们的KS测试表明这种趋势在统计上并不显著。我们的Lya-EW依赖性的结果通常支持HI柱密度是确定Lya发射率的关键量的想法。
2014-02-22 astro-ph.CO
Joint Lyα emitters - quasars reionization constraints
提出了一种利用高红移莱曼α发射体（LAE）和类星体（QSO）的联合光谱信息研究宇宙再电离的新方法。虽然LAEs被提议作为再电离探针，但它们的使用受到限制，因为它们的Lyα线不仅受到星系际HI的阻尼，而且还受到内部尘埃的阻尼。我们的方法可以克服这种退化。首先，我们仔细校准的再电离模拟与类星体吸收线实验。然后，我们在z=5.7和z=6.6的两个模拟框中识别LAE，并构建原型LAE的合成图像/光谱。在红移5.7处，发现Lyα transmittance（T_LAE）~ 0.25，几乎与晕质量无关。这种恒常性是由两种效应的共同作用引起的：（i）内禀Lyα线宽和（ii）下落特有速度。在更高的红移z=6.6时，transmittance反而主要由本地HI丰度设定，LAE transmittance因此随着晕质量从0.15增加到0.3。虽然外流是存在的，他们是有效的压力限制在一个小区域周围的LAE的下降，因此，他们只有轻微的影响transmittance。最后，我们在不同的碰撞参量下，投射了背景类星体通过前景LAE的LOS，计算了类星体的透射率（T_QSO）。在较小的碰撞参量（d < 1 cMpc）下，在z = 5.7时发现T_QSO和晕质量之间的正相关，这种正相关在较大的距离下趋于变得不那么明显（即平坦）。通过互相关TLAE和TQSO，我们可以得到一个不受尘埃影响的HI密度估计。在z= 5.7…
2012-02-13 astro-ph.CO
z~1 Lya Emitters I. The Luminosity Function
利用一种新的数据立方体搜索方法，从银河演化探测器（GALEX）的棱晶数据中构造了一个包含135个候选z~1 Lya发射体（LAEs）的通量受限样本。这些LAE的亮度相当于那些在高红移和谎言在现有的LAE样品中存在的7 Gyr差距。我们使用档案和新获得的光谱来验证这些LAEs的紫外红移。我们使用的GALEX紫外光谱，光学光谱和X射线成像数据的组合来估计的活动星系核（AGN）的分数和它的依赖Lya光度。我们从60个z~1 LAE星系中剔除活动星系核，计算了它们的光度函数.我们发现，最佳拟合LF意味着从z~0.3到z~1光度密度增加约1.5倍，从z~1到z~2增加约20倍。我们发现z~1体积Lya逃逸分数为0.7+/-0.4%。
2014-01-23 astro-ph.CO
Constraints on the Epoch of Reionization with Roman Space Telescope and the Void Probability Function of Lyman-Alpha Emitters
研究利用Roman空间望远镜深度光谱巡天结合Lyman-α发射体的空洞概率函数，量化了不同IGM电离情景下的聚集特征，发现13-16平方度巡天能对再电离时期提供大于5-8σ的稳健限制。
2023-04-04 astro-ph.CO astro-ph.GA
Lyman Alpha Emitter Evolution in the Reionization Epoch
将宇宙学SPH模拟与先前发展的Lyman α产生/传输模型和早期再电离模型（ERM，再电离终止于红移z~7）相结合，我们得到了红移在5.7 ~ 7.6之间的Lyman α发射体（LAEs）的Lyman α和UV光度函数（LF）。将模型结果与z~5.7处的观测结果相匹配，需要莱曼α的逃逸分数f_alpha=0.3，以及UV（非电离）连续光子的逃逸分数f_c=0.22，对应于色过量E（B-V）=0.15。我们发现：（i）f_c随着星系平均尘埃含量的减少而向高红移方向增加;（ii）f_alpha/f_c的演化表明，随着红移的减少，ISM中的尘埃含量逐渐变得不均匀或成团。在初始再电离阶段，集群光电离助推是重要的，但对高电离IGM的莱曼α LF影响不大。晕（恒星）质量范围为10.0 < \log M_h < 11.8（8.1 < \log M_* < 10.4），M_h \propto M_*^{0.64}。恒星的形成速率在每年3-120个太阳质量之间，所有红移的质量加权平均年龄都大于2000万年，而平均恒星金属量从Z=0.12增加到0.22太阳金属量从z~7.6增加到z~5.7;年龄和金属量都与恒星质量呈正相关。最明亮的LAE都具有大的恒星形成率和中等年龄（~ 2亿年）的特征，而Lyman Alpha LF暗端的天体显示出大的年龄和恒星形成率。在没有更多的自由参数的情况下，Lai等（200…
2009-11-02 astro-ph.CO
What is the physical origin of strong Lya emission? II. Gas Kinematics and Distribution of Lya Emitters
本文统计研究了z~2处Lya发射体的速度、星际吸收、星云谱线和气体覆盖率。根据我们的深Keck/LRIS观测，结合Subaru/FMOS计划和文献的光谱数据，我们制作了22个Lya等效宽度（EW）大于50的LAE样本。我们用星云谱线确定的系统红移dv_Lya=234+-9 km s-1来估计Lya的平均速度偏移。使用Kolmogorv-Smirnov检验，我们证实了Hashimoto等人（2013）先前的声明，即LAEs的平均dv_Lya小于LBG的平均dv_Lya。我们的LRIS数据成功地确定蓝移的多个IS吸收线在紫外连续的四个LAEs在个人的基础上。IS吸收线相对于系统红移的平均速度偏移为dv_IS=204 ± 27 km s-1，表明LAE的气体外流速度与典型的LBG相当。因此，LAE的比率R^Lya_ IS = dv_Lya/dv_IS约为1，表明IS介质中中性氢的共振散射对Lya传输的影响较低。我们发现Lya EW和覆盖分数f_c之间存在反相关关系，其中f_c是平均中性氢柱密度N_HI的指标。我们的研究结果支持了NHI是决定Lya发射率的关键量的观点。
2014-05-01 astro-ph.CO
Detectability of 21cm-signal during the Epoch of Reionization with 21cm-Lyman-$α$ emitter cross-correlation. I
在再电离时期（EoR），星系际介质（IGM）中中性氢的21厘米红移线信号的探测由于强烈的前景（如银河系同步加速器和河外射电星系）而变得复杂。21 cm Lyman- $α$发射源（LAE）互相关是减少前景效应的有效工具之一，因为这种射电源的前景发射在统计上与LAE分布无关。斯巴鲁超级超级凸轮（HSC）正在进行红移$z=6.6$和$7.3$的EoR期间的LAE调查。此外，主焦点摄谱仪（PFS）将提供HSC巡天发现的LAEs的精确红移信息。在本文中，我们研究了21厘米信号的探测能力与21厘米LAE互相关使用我们改进的再电离模拟。我们还专注于错误预算和定量评估，以考虑一种策略，以提高信噪比。此外，我们探索扩大LAE调查，建议最佳的调查参数，并显示出潜在的测量电离气泡的特征尺寸通过营业额规模的交叉功率谱。结果表明，结合LAE对HSC的深场探测，Murchison宽场阵列（MWA）具有大尺度检测互功率谱信号的能力。我们还表明，灵敏度显着提高，在小尺度上，通过添加从PFS测量的红移信息。平方公里阵列（SKA）有可能以$6\times10^{-3}~{\rm Mpc^{-1}}$的准确度测量营业额规模。
2018-06-21 astro-ph.CO
The visibility of Lyman Alpha Emitters during reionization
我们提出了第一个莱曼阿尔法Ehrman（LAE）的研究，结合：（一）宇宙SPH模拟运行使用GADGET-2，（二）辐射转移模拟（CRASH），和（iii）以前开发的LAE模型。这个完整的LAE模型占的内在LAE莱曼阿尔法/连续光度，尘埃富集和莱曼阿尔法传输通过星系际介质（IGM），量化的影响，再电离，尘埃和速度场的莱曼阿尔法和紫外光度函数（LF）。我们发现，一个模型忽略灰尘严重未能再现所观察到的莱曼阿尔法和紫外线LF的斜率或幅度。为了同时拟合观测到的UV和Lyman α LF，需要用成团尘埃来拟合，使得Lyman α到连续光谱的固有亮度被增强了f_α/f_c ~ 1.5（3.7），不包括（包括）特殊速度。包括速度场的较高值出现，因为LAE驻留在大的势阱中，并且流入减少了它们的莱曼α透射。这是第一次发现IGM的电离态和高红移星系内尘埃的聚集之间存在简并。在z ~ 5.7处的Lyman Alpha LF可以很好地被IGM平均中性氢分数范围（3.4/10^3 ~ 0.16）所重现（误差在5 sigma以内），前提是通过更电离的IGM的Lyman Alpha透射率的增加被来自星系的Lyman Alpha逃逸分数的减少所补偿，因为尘埃吸收。LAEs的物理特性，以及所采用的假设的讨论。
2010-02-04 astro-ph.CO
Distinguishing AGN from starbursts as the origin of double peaked Lyman-Alpha Emitters in the reionization era
本文讨论了最近在莱曼α发射体（LAEs）中观测到的活动星系核（AGN）再电离（$z \gtrsim 6.5$）时期双峰轮廓的可能起源。结合这些星系中蓝峰速度偏移估计的$α$近区的范围，以及类星体在$z \gtrsim 6$的电离发射率，我们预测了活动星系核产生双峰轮廓所需的内禀紫外和X射线光度。我们还通过将活动星系核的亮度与这些时期类似类星体样本的亮度进行比较来估计活动星系核的遮蔽程度。未来的X射线和射电观测，以及那些与${James \ Webb \ Space \ Telescope}$，将是有价值的工具，以测试活动星系核的贡献，高红移LAEs的星系间尺度电离区。
2021-01-22 astro-ph.CO astro-ph.GA
Stacking 21-cm Maps around Lyman-$α$ Emitters during Reionization: Prospects for a Cross-correlation Detection with the Hydrogen Epoch of Reionization Array
本研究利用HERA仪器叠加LAEs周围的21厘米图像，预测交叉相关信号探测前景，表明约50个LAEs样本即可约束再电离历史，为未来联合分析奠定基础。
2025-10-08 astro-ph.CO astro-ph.GA
Gravitationally Lensed Galaxies at 2<z<3.5: Direct Abundance Measurements of Lya Emitters
强大的引力透镜放大了来自遥远星系的通量，使我们能够探测到发射线，否则这些线将低于中等分辨率光谱学的探测阈值。在这里，我们提出了在2<z<3.5的三个星系中检测温度敏感的氧发射线，这使我们能够直接确定氧丰度，从而使z>2的星系数量增加一倍。这三个星系的太阳氧丰度约为10%，与强发射线诊断一致。碳和氮相对于氧的比例低于太阳，正如对年轻的贫金属星系的预期。其中两个星系是Lya发射体，其静止坐标系等效宽度分别为20 A和40 A，它们的高放大倍数使我们能够首次深入了解高红移Lya发射体的物理特性。利用星系物理性质的约束条件，我们用辐射转移模型精确地再现了它们的谱线轮廓。该模型显示了一个相对较小的流出与观测到的小速度之间的偏移星云的发射和星际吸收线。
2012-09-10 astro-ph.CO
Detectability of 21cm signal during the Epoch of Reionization with 21cm-Lyman-$α$ emitter cross-correlation. III. Model dependence
在再电离期探测星系际介质中的$\rm H_I$ 21厘米谱线时，受到银河系同步辐射源和河外射电源等前景污染的影响。Lyman- $α$ emitter（LAE）星系与21 cm线的互相关是识别21 cm线信号的有力工具，因为21 cm线发射与LAE相关，而LAE与前景在统计上无关。到目前为止，21 cm LAE互功率谱的可探测性已经用简单的LAE模型进行了研究，其中观测到的Ly $α$亮度与暗物质晕质量成正比。然而，以前的模型与Subaru/Hyper Suprime-Cam（HSC）获得的LAE的最新观测数据不一致。在这里，我们重新审视21厘米LAE交叉功率谱的可探测性，采用一个国家的最先进的LAE模型与所有斯巴鲁/HSC的观测，如Ly $α$光度函数，LAE角自相关，和LAE分数在连续选定的星系。我们发现，所产生的互功率谱与更新的LAE模型是减少在小尺度（$k\sim 1\ \rm Mpc^{-1}$）相比，简单的模型，而在大尺度（$k \lesssim 0.2 \ \rm Mpc^{-1}$）的幅度没有受到太多的影响。我们的结论是，大规模的信号将检测与平方公里阵列（SKA）和HSC LAE互相关，但检测小规模的信号将需要一个扩展的HSC LAE调查与面积的$\sim 75\ \rm deg^2$或3000小时的观测时间的21厘米线与SKA。
2020-04-06 astro-ph.CO
Constraining Reionization with Lyman Alpha Emitting Galaxies
中性弥漫星系际气体存在于再电离时期（EoR）抑制了背景星系发射的莱曼α（Lya）通量。在这一章中，我总结了越来越多的观测支持的说法，星系在z>6时发射的Lya光子被干预的HI气体抑制。我描述的关键物理过程中影响Lya转移EOR。我认为，尽管与这个复杂的多尺度问题的不确定性，在Lya发射星系在z=0-6的数据强烈表明，观察到的减少Lya流量从星系在z>6是由于额外的干预HI气体。主要的问题是，在扩散中性IGM中，这种额外的HI气体占多大比例。我总结了如何在现有的和即将到来的仪器未来的调查，预计将大大减少现有的观测不确定性。有了这些改进的数据，我们将有可能确定Lya发射星系的再电离。
2015-11-04 astro-ph.CO astro-ph.GA
Gas Motion Study of Lya Emitters at z~2 Using UV and Optical Spectral Lines
我们提出的结果麦哲伦/MMIRS和凯克/NIRSPEC光谱的五个Lya发射体（LAEs）在z=2.2的高分辨率FUV光谱从麦哲伦/MagE是可用的。我们检测星云发射线，包括哈在个人的基础上和低电离星际（LIS）吸收线在堆叠FUV光谱，并测量平均偏移速度的Lya线，Delta_v_Lya，和LIS吸收线，Delta_v_abs，相对于系统速度定义的星云线。对于8个z~2-3 LAEs，我们得到的Δ_v_Lya = 175+/-35 km s^{-1}，明显小于Lyman-break Galerkin（LBG）的Δ_v_Lya=400 km s^{-1}。叠加的FUV光谱给出Delta_v_abs = -179 +/- 73 km s^{-1}，与LBG的相当。这些正的Delta_v_Lya和负的Delta_v_abs表明LAE也有流出。然而，与LBG相反，LAE的Delta_v_Lya与|Delta_v_abs|一样小，表明中性氢柱密度低。这样一个低的柱密度与少量的共振散射可能会导致观察到的强Lya发射的LAEs。在LAE和LBG样本的汇编中，我们发现Lya等效宽度（EW）和Delta_v_Lya之间存在反相关性。虽然其物理起源尚不清楚，这种反相关的结果似乎挑战的假设，即一个强大的外流，通过减少共振散射的数量，产生一个大的EW。如果z>6处的LAE具有类似的小Delta_v_Lya值…
2013-01-11 astro-ph.CO
Late-end reionization with ATON-HE: towards constraints from Lyman-$α$ emitters observed with JWST
本研究利用含氦的GPU辐射转移代码ATON-HE开展晚期再电离模拟，发现基准再电离模型难以匹配JWST在高红移处探测到的大量莱曼α发射，需更早的再电离历史，且该结果与Planck的汤姆逊散射光学深度结果存在张力。
2024-09-10 astro-ph.CO astro-ph.GA
Constraining Reionization in Progress at z=5.7 with Lyman-$α$ Emitters: Voids, Peaks, and Cosmic Variance
一些独立的观测表明，在$z=7$星系际介质是显着的中性和再电离，也许，在$z=5.7$仍在进行中。窄带巡天SILVERRUSH已经在这些红移上绘制了$2,000$莱曼- $α$发射体（LAEs）。以前的分析假设再电离在$z=5.7$结束，但这个数据实际上可能是最后一个中性岛被归入宇宙空洞时再电离的最后阶段。出于这些发展，我们重新审视LAE空隙和峰值的统计和他们的能力，约束再电离。我们构建模型的LAE分布在（1 Gpc $/h$）$^3$卷，跨越一系列中性馏分在$z=5.7$和6.6。具有较高中性分数的模型显示出在LAE分布中发现孔的概率增强。当比较模型在固定的平均表面密度，但是，LAEs模糊的中性气体在空隙中必须由可见LAEs其他地方补偿。因此，在这些模型中，发现过密峰的可能性也在再电离的后半部分中增强。与广泛使用的角度两点相关函数（2 PCF）相比，我们发现，空概率函数（VPF）提供了一个更敏感的测试模型在后半部分的再电离。通过比较，在中性分数$\sim 50\%$下，VPF和简单峰值阈值统计量在约束功率方面都类似于2 PCF。最后，我们发现在SILVERRUSH场中观测到的宇宙方差和大尺度不对称性与$Λ$ CDM宇宙中的大尺度结构是一致的。
2020-11-06 astro-ph.CO astro-ph.GA
Detectability of 21cm-signal during the Epoch of Reionization with 21cm-Lyman-α emitter cross-correlation. II. Foreground contamination
红移21 cm信号与Lyman-α辐射源（LAEs）之间的互相关是探测再电离时期（EoR）的有力工具。虽然交叉功率谱（PS）的优点是不与比21厘米信号亮得多的前景相关，但银河系和银河系外的前景阻止了检测，因为它们有助于交叉PS的变化。因此，需要采取减轻前景的战略。在这项工作中，我们研究的影响前景回避测量的21厘米LAE互相关。然后，我们模拟21厘米的观察所观察到的默奇森宽场阵列（MWA）。点源前景是从银河系和河外全天空默奇森宽场阵列（GLEAM）的调查目录建模，并使用参数模型的扩散前景进行评估。对于LAE观测，我们假设斯巴鲁超级至尊凸轮（HSC）的大型调查，与主焦点摄谱仪（PFS）的光谱观测。为了预测21厘米的信号，我们采用后处理的辐射转移和辐射流体力学相结合的数值模拟。使用这些模型，2D PS的信噪比表明，即使在所谓的“EoR窗口”中，前景污染也主导交叉PS的误差。我们发现，至少99%的点源前景和80%的银河弥漫前景必须删除测量EoR信号在大尺度$k<0.5 h \rm Mpc^{-1}$。此外，在小尺度下的检测需要比使用128个瓦片操作的MWA的灵敏度大80倍的灵敏度和99%的点源前景去除。
2018-07-04 astro-ph.CO
Lyman Alpha Emitting Galaxies as a Probe of Reionization
再电离时代（EoR）是我们宇宙演化的一个里程碑。在EoR期间存在的恒星形成星系可能会以Lyman Alpha（Lya）线发射其辐射光度的显着部分（约5-40%）。然而，在EoR期间存在的中性星系际气体对在这个时期从星系逃逸的Lya发射是不透明的，这使得它很难被观察到。中性星系际介质（IGM）因此可能会通过抑制来自背景星系的Lya通量来揭示自己。有趣的是，现在在z >6的星系中观察到观测到的Lya通量“突然”减少。这篇评论包含了Lya辐射过程的详细总结：我描述了（i）主要的Lya发射过程，包括碰撞激发和复合（并推导出著名的因子“0.68”），和（ii）基本的辐射转移概念，包括例如部分相干散射、频率扩散、共振与机翼散射，光学厚相对于“极”光学厚（静态/流出/塌陷）介质和多相介质。在此审查之后，我推导出的Gunn-Peterson光学深度的IGM在（非均匀）再电离和后再电离的表达式。然后，我描述了为什么目前的观察似乎需要一个非常快速的演变的体积平均中性部分的氢在现实的非均匀再电离模型的背景下，并讨论在这种解释的不确定性。最后，我描述了现有的和未来的调查和仪器可以帮助减少这些不确定性，并允许我们充分利用Lya发射星系作为EoR的探测器。
2014-08-05 astro-ph.CO astro-ph.GA
The clustering of Lyman alpha emitters at z=7: implications for reionization and host halo masses
高红移星系的Ly $α$线已经成为早期星系演化和再电离时代（EoR）的有力探测器。受斯巴鲁超级超级凸轮（HSC）即将进行的宽视场调查的启发，我们研究了窄带选择的角关联函数（ACF），$z\approx7$ Ly $α$发射星系（LAEs）。LAEs的聚集由两个因素决定：（i）它们典型的宿主晕质量$\bar{M}_{\rm h}$;（ii）由于斑片状EoR的吸收，其特征在于星系际介质的平均中性分数$\bar{x}_{\rm HI}$。我们通过探索物理EoR模型中固有的Ly $α$发射和宇宙电离补丁的大尺度模式（即形态学）的极端情况，将允许的LAE ACF括起来。与EoR形态无关，当前的$z\approx 7$ ACF测量限制了$\bar{x}_{\rm HI}\lesssim 0.5$（1- $σ$）。我们还发现，目前观测到的ACF的低值意味着LAE由相对较小的暗物质晕托管：$\bar{M}_{\rm h} \lesssim 10^{10} M_{\odot}$，相应的占空比$\lesssim$为百分之几。这些值比颜色选择的Lyman break星系的类似值低一个数量级以上，这表明$z\approx 7$窄带LAEs搜索优先选择年轻的恒星爆发星系，存在于质量较小的光环中即将到来的HSC超深战役将显著改善对EoR和LAE主机晕的限制。
2015-09-09 astro-ph.CO
Radiative Transfer Modeling of Lyman Alpha Emitters. II. New Effects in Galaxy Clustering
利用全Lya辐射转移计算，在宇宙学再电离模拟中研究了z~5.7的Lyman α发射体（LAEs）的成团特性. Lya辐射转移实质上修改了固有的Lya发射特性，与观察到的相比，取决于Lya发射星系周围的密度和速度结构环境。这种环境依赖的Lya选择在LAE聚类中引入了新的功能，抑制（增强）视线（横向）密度波动，并引起尺度依赖的星系偏差。在实空间中，三维两点关联函数的LAEs的轮廓出现显着拉长沿视线上的大尺度，效果是相反的，比线性红移空间失真效果强得多。投影的两点关联函数的幅度大大增强了几倍，相比的情况下，没有环境依赖的选择效果。LAE聚类中的新特征可以用一个简单的物理模型来理解，其中Lya选择取决于物质密度，速度及其梯度。我们讨论的影响和后果的星系聚类Lya选择在解释聚类测量和约束宇宙学和再电离LAEs。
2010-12-15 astro-ph.CO
The Lyman-alpha luminosity function at z=5.7-6.6 and the steep drop of the faint end: implications for reionization
我们提出了新的结果，从最宽的窄带调查搜索莱曼α（Lya）发射器在z=5.7，再电离后。我们调查了分布在COSMOS、UDS和SA 22领域的总共7度$^2$。我们发现了超过11，000个线发射器，其中514个是z=5.7的鲁棒Lya候选物，体积为6.3 × 10 $^6$ Mpc $^3$。我们的Lya发射体在Lya光度上跨越了很宽的范围，从微弱到明亮（L $_{\rm Lyα}\sim10^{42.5-44}$ erg s $^{-1}$）和静止帧等效宽度（EW $_0$ ~25-1000 nm），在一个单一的均匀数据集中。通过结合我们所有的场，我们发现z=5.7 Lya光度函数的暗端斜率非常陡，具有$α=-2.3^{+0.4}_{-0.3}$。我们还提出了一个更新的z=6.6 Lya光度函数，基于可比的体积和相同的方法，我们直接比较在z=5.7。我们发现从z=5.7到z=6.6（通过$0.5\pm0.1$ dex），微弱的Lya发射体的数密度显著下降，但在亮端没有演化/L* 没有演化。z=6.6的微弱Lya发射体比z=5.7的发射体显示出更多的扩展晕，这表明中性氢起着重要作用，增加了散射并导致在再电离时期内观测丢失微弱Lya发射。总之，我们的结果表明，我们正在观察斑片状再电离，它首先发生在最亮的Lya发射体周围，允许这些源的数量密度不受中性氢分数从z~5到z~7的增加的影响。
2016-08-20 astro-ph.CO astro-ph.GA
Discovery of a high-z protocluster with tunable filters: the case of 6C0140+326 at z=4.4
我们提出的第一个结果使用可调窄带滤波器在搜索高Z原团。利用加那利大望远镜上最近安装的红色可调谐滤光器，我们在以z=4.413的射电星系6C 0140 +326为中心的75弧分^2的视场中搜寻了Lya发射体。通过三种不同的波长调谐，我们发现总共27个独特的候选Lya发射器。三种不同波长调谐的可用性使我们能够对每个物体的红移进行估计。它还允许我们将一个可能的原星系团从直接前景的结构中分离出来。这种划分显示前景区域包含显著更少的Lya发射器。此外，在原团场中的对象的空间分布偏离随机分布在2.5西格玛水平。观测到的发射体的红移分布与在~3 sigma水平上的空白场的预期分布不同，Lya发射体集中在z>4.38的射电星系附近。6C 0140 +326场的密度是空白场的9+/-5倍，靠近射电星系的Lya发射体的数密度与TNJ 1338 -1942周围z~4.1原星系团的数密度相似。因此，我们得出结论，在射电星系6C 0140 +326周围有一个超密度的Lya发射体。这是在如此高的红移下已知的少数高密度之一。
2011-06-27 astro-ph.CO
The Lyman-$α$ emitter bispectrum as a probe of reionization morphology
本研究提出利用高红移莱曼-α发射体（LAE）的双谱作为再电离探测工具，通过模拟验证其比功率谱对再电离时间、形态及源族特性更敏感，为当前和未来LAE巡天提供了新的高阶统计探测手段。
2025-09-02 astro-ph.CO astro-ph.GA
Studying reionization with the next generation of Ly-alpha emitter surveys
我们研究的前景，约束电离部分的星系际介质（IGM）在$z>6$与下一代的大赖氨酸$α$发射调查。我们对即将到来的斯巴鲁超级超级凸轮（HSC）Ly $α$调查和詹姆斯韦伯太空望远镜（JWST）进行的假设光谱调查进行预测。考虑到各种情况下，观测到的演变的Ly $α$光度函数的Ly $α$发射器在$z>6$的解释部分由越来越中性的IGM和部分由内在的星系演化，我们展示了如何集群测量将能够区分这些情况。我们发现，HSC调查应该能够检测到额外的集群诱导的中性IGM，如果全球IGM中性分数大于$\sim$ 20%，在$z=6.5$。如果还可以测量Ly $α$的等效宽度，那么通过寻找等效宽度与物体的局部数密度之间的相关性，就可以探测到小至10%的中性部分。在这种情况下，如果IGM在$z=6.5$处是显著中性的，并且本征EW分布相对较窄，则观测到的EW也可以用于构建最大电离区的位置和近似大小的地图。对于JWST的调查，结果似乎不那么乐观。由于这样的巡天探测了大范围的红移，IGM的影响将与任何存在的星系演化的内在影响混合在一起，使得很难理清这些影响。然而，我们表明，调查与JWST将有可能观察到一个大的星系群在$z\sim7$，这将是一个强烈的迹象，部分中性IGM。
2014-08-07 astro-ph.CO
Cross-correlation of the cosmic 21-cm signal and Lyman Alpha Emitters during reionization
对宇宙21厘米信号的干涉测量将彻底改变我们对再电离时代（EoR）的理解，最终提供早期宇宙的3D地图。然而，最初的检测将是低信噪比的，受到系统学的限制。为了确认一个假定的21厘米探测，并检查21厘米数据分析管道的准确性，将其与真正的宇宙学信号进行交叉相关将非常有用。最有希望的宇宙学信号是莱曼α发射星系（LAEs）的宽视场图，预计来自斯巴鲁Hyper-Suprime Cam（HSC）超深场。在这里，我们提出了在z~7的LAE地图和低频阵列（LOFAR）和计划的平方公里阵列阶段1（SKA 1）观察到的21厘米信号之间的相关性的估计。我们采用了一种系统的方法，改变：（一）处方分配LAES主机晕;和（二）中性和电离区（即EoR形态）的大尺度结构。我们发现，LAE-21 cm互相关对（i）不敏感，因此使其成为EoR的鲁棒探测器。在R~3-10 Mpc尺度上，使用LAE-21 cm交叉关联函数，用LOFAR进行1000小时的观测，就足以在大于1个标准差的情况下区分完全电离的宇宙和平均中性分数为xHI~0.50的宇宙。与LOFAR不同，其LAE-21 cm互相关的检测受到噪声的限制，SKA 1主要受到忽略EoR形态的限制。然而，计划中的100小时宽场SKA 1-Low调查将足以区分电离宇宙与xHI~0.25的宇宙，即使是最悲观的假设。
2016-02-15 astro-ph.CO
The LyA-LyC Connection: Evidence for an Enhanced Contribution of UV-faint Galaxies to Cosmic Reionization
电离Lyman连续谱（LyC）光子的逃逸需要低NHI视线的存在，低NHI视线也促进Lyman-Alpha（Lya）光子的逃逸。我们通过Gronke & Dijkstra（2016）的尘埃、块状星际（“多相”）介质模型使用一套2500 Lya蒙特卡罗辐射转移模拟，并比较Lya [f_esc（Lya）]和LyC的逸出分数辐射[f_esc（LyC）]。我们发现fesc（LyC）和fesc（Lya）是相关的：具有低fesc（Lya）的星系始终具有低fesc（LyC），而具有高fesc（Lya）的星系表现出大的fesc（LyC）色散。我们认为，有越来越多的观测证据表明，Lya更容易逃离紫外线微弱的星系。f_esc（LyC）和f_esc（Lya）之间的相关性意味着，紫外微弱星系的电离背景比暗示的紫外光度函数的暗端斜率。在多相气体中，电离逃逸分数受云覆盖因子f_cl的影响最大，这意味着f_esc（LyC）与观测到的Lya谱线形状密切相关。具体来说，LyC发射星系通常具有更窄，更对称的线轮廓。这种预测在性质上类似于“壳模型”。
2016-07-15 astro-ph.CO astro-ph.GA
TORRCH: Tomographic reconstruction of the reionization of cosmic hydrogen with Ly$α$ emitters and non-Ly$α$-selected galaxies
Tata Institute of Fundamental Research（塔塔基础研究所）；IIT Kanpur（坎普尔印度理工学院）；KU Leuven（荷语鲁汶大学）；Istituto Nazionale di Astrofisica -Osservatorio Astronomico di Trieste（意大利国家天体物理研究所-的里雅斯特天文台）；SISSA International School for Advanced Studies（国际高等研究院）；INFN - Sezione di Trieste（意大利国家核物理研究所-的里雅斯特分部）；IFPU, Institute for Fundamental Physics of the Universe（宇宙基础物理研究所）；ICSC - Centro Nazionale di Ricerca in High Performance Computing, Big Data e Quantum Computing（高性能计算、大数据与量子计算国家研究中心）；Kavli Institute for Cosmology and Institute of Astronomy（卡弗里宇宙学研究所和天文学研究所）；University of Nottingham（诺丁汉大学）；Institute for Astronomy, University of Edinburgh（爱丁堡大学天文学研究所）
TORRCH通过深度学习框架利用Lyα发射体和非Lyα选择星系的空间分布，重建再电离期间的中性氢分数场，提供高保真度的电离拓扑结构分析。
2026-01-22 astro-ph.CO astro-ph.GA
High redshift Lya emitters: clues on the Milky Way infancy
为了确定银河系（MW）祖先是否可以被识别为高红移Lyman α发射体（LAEs），我们推导了z ~ 5.7 MW祖先的内禀性质，然后用这些性质计算了它们的观测Lyman α光度L_alpha和等效宽度EW。根据典型的观测标准，即L_α> 10^42 erg/s和EW > 20 A，选择可见为LAE的MW祖先。类MW星系的祖先具有L_alpha = 10^（39-43.25）erg/s，使得它们中的一些可以作为LAEs看到。在任何单个MW合并树实现中，通常只有1个（约50个中的）祖先满足LAE选择标准，但是具有至少一个LAE的概率非常高，P = 68%。除了5颗t * < 5 Myr的小祖先星和60-130 A的大EW星外，其它已鉴定的LAE星的年龄在1.5 - 4亿年之间，z ~ 5.7。LAE MW祖星提供了> 10%的晕贫金属恒星[Fe/H] <-2，从而在高z星系和本地宇宙之间建立了潜在的富有成效的联系。
2010-05-24 astro-ph.CO
Completing the Census of Ly-alpha Emitters at the Reionization Epoch
我们进行了扩展光谱确认的Ly-alpha发射器（LAEs）在z=6.5和5.7在斯巴鲁深场。现在，在z=6.5和5.7处，光谱确认的LAE总数分别为45和54，并且在z=6.5（5.7）处，至少81%（70%）的光度候选者已被光谱确定为真正的LAE。我们对Ly-alpha光度进行了仔细的测量，包括光度测量和光谱测量，以准确地确定Ly-alpha和rest-UV光度函数（LF）。在z=6.5处的Ly-alpha LF的大幅改进的评估显示至少在亮端处从z=5.7明显不足，并且即使在暗端也可能下降，尽管仍然存在小的不确定性。在z=6.5和5.7处的剩余UV LF具有良好的一致性，至少在亮端处，与Ly-alpha LF中观察到的差异形成鲜明对比。这些结果意味着星系际介质的中性分数从z=5.7增加到6.5。z=6.5时的静止帧等效宽度（EW_0）分布似乎系统地小于z=5.7时的EW_0分布，并且EW_0分布向较大的EW_0方向延伸。根据观测到的Ly-alpha LF和合理的EW_0-UV光度关系，可以再现静止-UV LF的亮端。整合这一休息紫外LF提供了第一次测量的贡献LAEs的光子预算所需的再电离。导出的紫外LF表明，部分LAEs的莱曼break星系之间的光子预算的贡献显着增加对微弱的幅度。低光度LAEs可能主导电离光子预算，虽然这种推断强烈依赖于不确定的Ly-alpha LF的暗端斜率。
2011-05-09 astro-ph.CO
Empirical Estimate of Lyman-alpha Escape Fraction in a Statistical Sample of Lyman-alpha Emitters
莱曼α复合线是研究星系演化和现代观测宇宙学的基本工具。然而，随后的解释仍然容易出现一些不确定性。除了数值研究外，我们还迫切需要实验数据来更好地理解Lya逃逸过程。为了校准高红移的莱曼α观测，我们在z ~ 0 - 0.3星系的统计显著样本中经验地估计莱曼α逃逸分数fesc（Lya）。一个光学光谱的后续行动的子样本的24莱曼α发射器（LAEs）检测GALEX在z ~ 0.2-0.3，结合紫外光学样本的本地星爆，都与匹配的光圈，使我们能够量化的尘埃消光通过巴耳末线，并估计莱曼α逃逸分数从H α通量校正消光的重组理论的框架。莱曼-α辐射的全球逃逸分数几乎涵盖了整个数值范围，从0.5%到100%，fesc（Lya）随着星云尘埃消光E（B-V）的增加而明显减小。几个天体的fesc（Lya）大于fesc（continuum），这可能是天体物理学或非球面物理学的观测证据。在z ~ 0.2-0.3 LAEs和局部星爆之间，选择偏差和孔径大小效应可能仍然占主导地位，这可以解释观察到的fesc（Lya）的差异。
2009-09-15 astro-ph.CO
Observational Signatures of Lyman Alpha Emission from Early Galaxy Formation
下一代望远镜的目标是直接观察第一代星系，这些星系启动了我们宇宙中的再电离过程。Lyman Alpha（Lya）发射线被强有力地预测为这些星系最突出的内禀光谱特征，使其成为寻找和研究高红移星系的理想目标。我简要地讨论了为什么Lya发射星系（LAEs）提供了一个很好的探测星系际介质（IGM）在再电离时代（EoR）。我认为，如果我们希望充分利用LAEs作为探针的EoR，重要的是要了解是什么驱动他们观察到的红移演变后，再电离完成。解释现有LAE观测的一个重要的不确定性涉及电离IGM对星系发射的Lya光子的影响，这与星系外流中通过HI散射的影响密切相关。通过星系外流的散射也可以改变Lya谱线的形状，这样即使通过完全中性的IGM，发射的Lya辐射的> 5%也会直接传输到观测者。最后，我讨论了什么是必需的-观测和理论-解决影响现有的解释LAEs数据的不确定性。
2011-02-15 astro-ph.CO
Intensity Mapping across Cosmic Times with the Lyman-Alpha Line
我们提出了一个定量模型的莱曼α（Ly-alpha）发射整个宇宙的历史，并确定在Ly-alpha信号的空间波动的强度映射的前景。由于i）我们的模型假设在z>6时维持再电离所需的最小恒星形成量，ii）在z<6时基于从少数观测到的明亮Ly-alpha发射体外推的光度函数，这应该被认为是一个下限。绘制谱线发射图可以探测再电离、恒星形成和作为红移函数的大尺度结构。虽然Ly-alpha发射在再电离过程中进行了研究，我们也预测后再电离信号测试预测的强度和激励未来的强度映射探针的再电离。在我们的模型中，我们包括了来自大质量暗物质晕和星系际介质（IGM）的辐射。我们发现协议与电流，测量亮度函数的Ly-alpha发射器在z<8。然而，与Ly-alpha发射体无关的漫射IGM发射在高达z~10的强度中占主导地位。虽然我们的模型适用于深光学或近红外观测，如SuMIre调查或詹姆斯韦伯太空望远镜，只有强度映射将检测到漫IGM发射。我们还构建了Lyα发射的3D功率谱模型，并表征了可能的前景污染。最后，我们研究了强度映射测量Ly-alpha波动的前景，同时确定去除干扰污染。我们的研究结果表明，虽然再电离信号具有挑战性，但当与其他谱线结合使用时，Ly-alpha波动可能是LSS的一个有趣的新探针，例如，H-alpha，用于监测低红移前景混淆。
2013-09-09 astro-ph.CO
Modelling the observed luminosity function and clustering evolution of Lyman-$α$ emitters: growing evidence for late reionization
利用经验静止坐标系等效宽度分布模型研究了高红移（z > 5）Lyman- $α$发射星系（LAE）的星系群.我们校准到观测到的光度函数和角关联函数在z = 5.7测量的SILVERRUSH调查。这使我们能够填充的高动态范围舍伍德模拟套件LAEs，并计算其LY $α$发射通过星系间介质（IGM）的传输。我们使用这个模拟的人口来探索IGM对LAEs的高红移观测的影响，并在z = 6.6，7.0和7.3的窄带滤波器红移的预测。比较我们的模型与现有的观测，我们发现一个后期再电离的建议，与最近的低光学厚度来自宇宙微波背景（CMB）的普朗克合作和不透明度波动的Ly $α$森林。我们还探讨了环银河系介质（CGM）的作用和较大的体积的气体，这是降落到主机晕与IGM在衰减的LY $α$信号，发现一个显着的部分衰减是由于CGM和降落的气体，这增加了对再电离结束，虽然有一个大的分散在整个模拟LAE人口。
2019-02-13 astro-ph.CO astro-ph.GA
Lyman-Alpha Emitting Galaxies as a Probe of Reionization: Large-Scale Bubble Morphology and Small-Scale Absorbers
LyA发射星系在再电离时期的可见度是由大尺度气泡形态和小尺度吸收体中的弥漫HI补丁控制的。为了研究对LyA光子的影响，我们采用了一种新的分析和数值计算的组合，以三种情况：（一）“气泡”模型，其中只有扩散HI电离气泡外存在;（二）“网络”模型，其中HI只存在于过密的自保护气体;和（iii）更现实的“网络气泡”模型，其中包含两者。我们的分析证实，有一个星系际介质（IGM）的电离结构和HI馏分推断LyA调查之间的简并，因为三个模型抑制LyA通量同样非常不同的HI馏分。我们认为，LyA光度函数和休息帧等效宽度分布/LyA分数的联合分析可以打破这种简并性，并提供再电离历史及其拓扑结构的约束。我们进一步表明，限制可以改善，如果我们考虑的完整形状的M_UV依赖的红移演化的Lyman break星系的LyA部分。与传统的智慧相反，我们发现（i）下降的LyA分数大于紫外线暗的比紫外线亮的星系可以复制与网络和网络气泡模型，因此不提供斑片状再电离的唯一证据，和（ii）IGM传输PDF是单峰的气泡模型和双峰网络模型。我们进一步强调了星系吸收体互相关的重要性。将我们的模型与观察结果进行比较，当用气泡或网状气泡模型解释时，z~7处的中性分数可能为百分之几十。或者，我们得到一个保守的下限~1%的网络模型，如果我们允许的光电离率下降了约100倍，从后再电离宇宙。[删节]
2015-10-19 astro-ph.CO astro-ph.GA
A Gravitational Lens Model for the Lya Emitter, LAE 221724+001716 at z=3.1 in the SSA 22 Field
在我们的莱曼连续谱成像巡天过程中，我们发现光谱证实的Lya发射体LAE 221724+001716在SSA 22场中z = 3.10处显示出从该星系逃逸的强烈莱曼连续谱发射（λ_rest ~ 900 A）。然而，另一个最近的光谱调查显示，假设的莱曼连续辐射可能来自z = 1.76的前景星系，如果在λ_obs ~ 3360 A处新检测到的发射线是Lya。如果是这样的话，由于这两个星系之间的角距非常小（~ 0.6”），在z = 3.10的LAE 221724+001716可能会被这个介入星系造成的引力透镜放大。在这里，我们提出了一个可能的引力透镜模型的LAE 221724+001716系统。首先，我们根据其紫外光度估算了居间星系的恒星质量为M星~ 3.5x10^9 Msun，通过SED拟合估算了M星~ 3.0x10^7- 2.4x10^9 Msun。然后，我们发现，引力放大因子的范围从1.01到1.16使用所谓的奇异等温球模型的强透镜。虽然LAE 221724+001716是迄今为止第一个被报道的LAE-LAE透镜系统，但估计的放大因子并不那么重要，因为介入星系的恒星质量很小。
2013-02-14 astro-ph.CO
Probing Patchy Reionization with the Void Probability Function of Lyman-$α$ Emitters
我们探讨什么样的约束，全球电离氢分数的空概率函数（VPF）聚类可以给莱曼-阿尔法Galerkin在再电离时代（LAGER）的窄带调查作为一个功能的区域。中性氢对莱曼α发射的作用就像雾一样，测量莱曼$α$发射体（LAEs）的光度函数下降已被用来限制窄带巡天中的电离分数。然而，LAEs的聚集与光度函数的内在演化无关，并且可以为不同模型下的再电离提供额外的约束。VPF测量给定圆为空的可能性。它是一种体积平均聚类统计量，可跟踪高阶相关性的行为，其简单性为规划调查提供了有用的框架。利用\citet{Jensen2014}方法对不同电离量的星系际介质中LAEs的模拟，我们预测了LAGER成像的一个（301 × 150.5 × 30 Mpc $^3$）、四个（5.44 $\times 10^6$ Mpc $^3$）和八个（1.1 $\times 10^7$ $^3$）场中VPF的行为。我们研究的VPF在5和13弧分，对应的最小规模暗示的LAE密度和分离的二维VPF从随机的，和最大规模从8场15.5度$^2$ LAGER地区。我们发现，即使是一个单一的DECam领域的LAGER（2-3度$^2$）可以区分大多数中性与电离。此外，我们发现四个场可以区分30%、50%和95%的电离;八个场甚至可以区分30%、50%、73%和95%的电离。
2022-10-11 astro-ph.CO astro-ph.GA
Seeing Through the Trough: Outflows and the Detectability of Lyman Alpha Emission from the First Galaxies
下一代望远镜的目标是直接观察第一代星系，这些星系启动了我们宇宙中的再电离过程。Lyman Alpha（Lya）发射线被强有力地预测为这些星系最突出的内禀光谱特征，使其成为寻找和研究高红移星系的理想目标。不幸的是，周围中性星系际介质（IGM）的巨大冈恩-彼得森光学厚度被认为使这条线在再电离之前极难探测。在本文中，我们证明了在星际介质（ISM）的辐射转移效应，这导致Lya通量出现在频率的Gunn-Peterson光学深度减少的星系，可以大大提高在高红移的Lya线检测的前景。特别是，星际HI气体的散射可以改变Lya谱线的形状，使得发射的Lya辐射的>5%直接传输到观察者，甚至通过完全中性的IGM。因此，在JWST再电离时代早期，从最小的HII“气泡”中居住的最高红移星系中直接观察“强”Lya发射线（EW > 50埃静止框架）是可能的。此外，我们表明，外流可以提高通过IGM在再电离的后期阶段，甚至后再电离传输的Lya辐射的分数。再加上第一代星系被认为具有非常大的内在等效Lya等效宽度的事实，我们的研究结果表明，在其红移Lya发射线的星系搜索可以与辍学技术竞争，可以在JWST时代探测到最高的红移。
2010-04-14 astro-ph.CO astro-ph.GA
The Inhomogeneous Ionizing Background Following Reionization
本文研究了再电离后（z ~ 5- 6）时期氢电离本底的空间涨落。光子平均自由程（m. f. p.）随红移而迅速减小，再加上越来越稀有的电离源的聚集，可能导致在这一时期内非常不均匀的电离背景。我们系统地研究了电离通量的概率密度函数（PDF）和功率谱，通过改变一些参数，如m. f. p.，能够容纳恒星的最小晕质量和晕占空比。为了通用，我们利用分析，半数值和数值方法。我们的模型表明，电离背景确实有相当大的波动，在这一时期来源的聚类源，与PDF是一个因素的几个宽的极大似然的一半。的分布也显示出显着的不对称性，与高值的尾巴设置的小尺度上的聚类，和较短的低值的尾巴，这是设置的平均自由path. The电离背景的功率谱是更敏感的源属性比PDF和可以很好地理解分析与类似的框架晕模型（通常用于描述暗物质聚类）。然而，我们发现，Lya森林光谱是非常不敏感的UVB的细节，尽管我们的各种电离背景的PDF和功率谱显着的差异。假设一个统一的电离背景只会低估从Lya森林推断的平均电离率的值几个百分点。相反，Lya森林的分析主要是由密度场的不确定性。因此，我们的研究结果证明了一个统一的电离背景Lya森林分析，即使在这个时代的共同假设。
2009-06-17 astro-ph.CO
Average Metallicity and Star Formation Rate of Lya Emitters Probed by a Triple Narrow-Band Survey
我们提出的平均金属丰度和恒星形成率的Lya发射体（LAEs）测量从我们的大面积调查与三个窄带（NB）过滤器覆盖Lya，[OII]3727，和Ha+[NII]线的LAEs在z=2.2。我们从Subaru/Suprime-Cam NB数据中选择了919个z=2.2的LAEs，并结合Magellan/IMACS光谱。在这些LAEs中，561和105个是用KPNO/NEWFIRM近红外NB滤波器观察到的，其中心波长分别与红移的[OII]和Ha星云线相匹配。通过叠加LAEs的近红外图像，我们成功地获得了LAEs的平均星云线通量，其中大多数太微弱，无法通过窄带成像或深光谱单独识别。这个堆叠的天体的哈光度为1.7 × 10 ^{42}尔格·秒^{-1}，对应的恒星形成率（SFR）为14 M_{sun} yr^{-1}。根据[OII]/（Ha+[NII]）指数，结合光电离模型和经验关系，首次确定了Z>~0.09 Z_{sun}（2 σ）的LAE平均金属丰度的下限。这个金属丰度的下限排除了这样一个假设，即到目前为止在z~2观测到的LAE是在4 σ水平上极度贫金属（Z<2 × 10 ^{-2} Z_{sun}）的年轻星系。这个极限高于z~2紫外选择星系的观测质量-金属丰度关系向较低质量（5 × 10 ^{8} M_{sun}）的简单外推，但当考虑LAEs相对较低的SFR时，与最近提出的基本质量-金属丰…
2011-12-02 astro-ph.CO
Lyman-alpha Emitters in Ionized Bubbles: Constraining the Environment and Ionized Fraction
针对高红移莱曼阿尔法发射体关联，开发了首个结合贝叶斯统计与蒙特卡洛模拟的框架，用于量化其电离场和密度场，推断大尺度密度与电离比例，并应用于COSMOS场数据，证实其处于2.5-sigma过密区域且全局电离比例为0.60。
2022-10-12 astro-ph.CO
A [C II] 158$μ$m Emitter Associated with an OI Absorber at the End of the Reionization Epoch
利用背景类星体（QSO）的吸收光谱，成功地研究了$z\gtrsim6$环星系介质（CGM）的物理和化学性质。最关键的问题之一是调查产生这些早期金属吸收体的源星系的性质和位置。理论模型表明，典型恒星形成星系的动量驱动外流可以将金属喷射到z=5-6的CGM和星系际介质（IGM）中。深，专门的调查已经搜索了与强CIV吸收剂在$z\approx 6$的Ly $α$发射，但只有少数的Ly $α$发射体候选人已被检测到。解释这些检测是模糊的，因为Ly $α$是一个共振线，需要补充技术来检测吸收体的宿主星系。在这里，使用阿塔卡马大毫米波阵列（ALMA），我们报告了一个[C II] 158 $μ$ m发射器与一个强的低电离吸收体，OI，在$z=5.978$。OI和[C II]发射体之间的预计碰撞参量为20.0千秒差距。测得的[C II]光度是$7.0\times 10^7$太阳光度。进一步的分析表明，强OI吸收体可能存在于环星系介质中的大质量晕中，其质量比预期值大一到两个数量级。
2021-09-27 astro-ph.CO astro-ph.GA
The Prevalence of Galaxy Overdensities Around UV-Luminous Lyman $\mathbfα$ Emitters in the Epoch of Reionization
在再电离时代结束之前，宇宙中的氢主要是中性的。这导致了星系际介质中$z\gtrsim6$星系的Ly $α$线的强烈衰减。尽管如此，Ly $α$已经被检测到非常高的红移（$z\sim9$）的几个特别是紫外发光星系。在这里，我们测试在何种程度上银河系的本地环境可能会影响这样的源的Ly $α$传输。我们提出了一个专门的哈勃空间望远镜（HST）在CANDELS/EGS领域的成像分析，以寻找周围的三个最紫外发光和最遥远的光谱确认的LY $α$发射器：EGS-zs 8 -1，EGS-zs 8 -2和EGSY-z 8 p7在$z_\mathrm{spec}=7.73$，7.48和8.68，分别较暗的邻居。我们结合多波长HST成像与斯皮策数据，可靠地选择$z\sim7-9$星系周围的中央，紫外光源。在所有的情况下，我们发现一个明确的增强相邻星系相比，在一个空白领域的预期数量（由一个因素$\sim 3-9\times$）。因此，我们的分析揭示了宇宙再电离时代的心脏发光的LY $α$发射源周围无处不在的超密度。我们表明，我们的结果是非常符合预期的龙模拟，证实了理论预测，第一个电离气泡优先形成在过密区域。需要JWST对这里确定的邻近星系进行后续观测，以确认它们的物理联系，并绘制出这些来源产生的电离区。
2021-12-14 astro-ph.CO astro-ph.GA
Radiative Transfer Modeling of Lyman Alpha Emitters. I. Statistics of Spectra and Luminosity
我们结合一个宇宙学的再电离模拟与框大小为100 Mpc/h的一侧和蒙特卡罗莱曼α（Lya）辐射转移代码模型莱曼α发射体（LAEs）在z~5.7。该模型引入了Lya辐射转移作为将固有Lya发射性质转化为观测性质的单因子。来自辐射转移的Lya光子的空间扩散导致扩展的Lya发射，并且只能观察到具有高表面亮度的中心部分。由于辐射转移，LAEs的出现依赖于环星系和星系间介质的密度和速度结构以及视角，这导致对于给定的本征Lya光度，表观（观测）Lya光度分布很宽。辐射转移也引起Lya光子的频率扩散。由此产生的Lya线是不对称的，具有红色尾部。Lya线的峰值向较长波长移动，并且该移动与表观与本征Lya光度比反相关。简单的辐射转移模型为研究LAEs提供了一个新的框架。它能够解释Ouchi等人（2008）中观察到的z~5.7 LAEs的一系列性质，产生类似于观察到的Lya光谱，形态和表观Lya光度函数（LF）。在固定的UV光度下，表观Lya光度的广泛分布为观测到的UV LF提供了一个自然的解释，特别是向低光度端的营业额。该模型还再现了观测到的Lya等效宽度（EW）分布，并解释了紫外亮、高EW源的不足。由于表观与内在Lya光度比的广泛分布，该模型预测了LAEs的有效占空比和Lya逃逸分数。
2010-04-24 astro-ph.CO astro-ph.GA
A Search for z=7.3 Lyα Emitters behind Gravitationally Lensing Clusters
我们用斯巴鲁望远镜Suprime-Cam和窄带NB 1006（FWHM ~ 21 nm，中心在1005 nm）在两个透镜星系团Abell 2390和CL 0024后面寻找z=7.3的Lya发射体（LAEs）。我们研究了在星团后面是否存在与z=7.3 LAEs颜色一致的物体，但无法检测到任何LAEs到非透镜线限制F（Lya）~ 6.9 x 10^{-18} erg/s/cm^2。利用文献中的几种z=7的Lya光度函数，在使用8 m级地基望远镜的情况下，估算并比较了透镜巡天和空白视场巡天中z ~ 7 LAEs的期望探测数。考虑到LF的陡峭的亮端斜率，当检测器视场（FOV）与大质量透镜簇的角范围相当时，成像簇在检测z ~ 7 LAE方面比成像空白场更有效。然而，预计增益将是适度的，最多为两倍，并且可能更少地取决于所采用的LF。因此，透镜组调查的主要优点仍然是深度的增加，而不一定是探测效率的增加。对于大得多的探测器，透镜效应变得可以忽略不计，并且LAE探测的效率与仪器FOV成比例。我们还检查了先前在Abell 2390中检测到的三个z ~ 7 z-丢失的NB 1006图像，发现在NB 1006中没有检测到它们。其中两个与先前研究的预测一致，即它们将处于较低的红移。另一个的光度红移为z ~ 7.3，如果它在z=7.3，它的非透镜Lya线通量将非常微弱：F（Lya）< 4.4 x 10^{-1…
2012-04-27 astro-ph.CO
The First Systematic Survey for Lyman Alpha Emitters at z=7.3 with Red-sensitive Subaru/Suprime-Cam
我们已经在两个空白场，斯巴鲁深场（SDF）和斯巴鲁/XMM-Newton深场（SXDF）中对红移约7.3的LyA发射体（LAEs）进行了深度成像调查，使用配备新的红敏CCD和新的窄带滤光片NB 1006（lambda_c=10052 Ang，FWHM=214 Ang）的斯巴鲁/Suprime-Cam。我们确定了四个天体作为LAE候选者，在NB 1006中表现出光度过剩。通过使用Subaru/FOCAS和Keck/DEIMOS对其中三个进行深度跟踪光谱，检测到其中一个SXDF-NB 1006 -2的绝对不对称发射线。假设这条线是LyA，那么这个天体就是一个z=7.215的LAE，它的光度为1.2^{+1.5}_{-0.6} x 10^43 [erg s-1]，加权偏斜度S_w=4.90+-0.86。另一个天体，SDF-NB 1006 -2，显示出可变的光度，因此可能是类星体（QSO）或活动星系核（AGN）。它在10076 Ang处显示出不对称的发射线，这可能是由于z=7.288处的LyA或z=1.703处的[OII]。第三个天体，SDF-NB 1006 -1，可能是一个与超新星爆炸有关的时间光度增强的星系，因为这个天体的亮度在观测的时期之间变化。它的光谱没有显示任何发射线。从z=5.7到7.3到L（LyA）=1.0 x 10^43 [erg s-1]，我们推断LAEs的数密度随着红移…
2012-04-15 astro-ph.CO
