Elevated ionizing photon production efficiency in faint high-equivalent-width Lyman-alpha emitters
虽然低光度星系在所有红移中占主导地位，但由于缺乏对其物理性质的了解，人们对它们对宇宙再电离的贡献知之甚少。我们从深VLT/MUSE光谱中分离出35个z~4-5连续微弱的Lyman α发射体样品，用Spitzer/IRAC Ch.1测光法直接测量它们的H α发射。基于哈勃空间望远镜的成像，我们确定平均紫外连续谱的星等小于-16（~0.01 L_star），这意味着莱曼α等效宽度的中值为249埃。通过结合Halpha测量与UV幅度，我们确定电离光子的产生效率，xi_ion，第一次为这样的微弱星系。log（xi_ion [Hz/erg]）= 26.28（+0.28; -0.40）的测量值超过了连续谱和发射线选择样品的文献测量值，这意味着在这些低光度的莱曼α选择系统中更有效地产生电离光子。我们的结论是，这种高效率可以解释的恒星星族的金属丰度之间的4 e-4和0.008，轻重量年龄小于3百万年。
2020-02-25 astro-ph.GA
Indirect Evidence for Escaping Ionizing Photons in Local Lyman Break Galaxy Analogs
早期恒星形成的星系群是宇宙再电离的主要候选者。目前还不清楚是什么条件和物理过程使相当一部分电离光子能够从这些富含气体的星系中逃逸出来。在本文中，我们提出的分析结果的HST COS远紫外光谱加上辅助多波段数据的一个样本的22个低红移星系，是很好的类似物，典型的恒星形成星系在高红移。我们测量了三个参数，提供了电离辐射逃逸的间接证据：（1）在饱和的星际低电离吸收线的核心的剩余强度。(2)蓝移莱曼α线发射的相对量，和（3）[SII]光学发射线的相对弱。我们使用这些诊断来排序我们的样品在可能的泄漏方面，注意到最近已经为我们样品中最泄漏的成员之一做出了逃避莱曼连续体的直接测量。然后，我们检查我们的排名和其他建议的诊断泄漏之间的相关性，并找到一个与莱曼α发射线的等效宽度的相关性。谈到星系的性质，我们发现与泄漏最强的相关性是与恒星形成区域的紧凑性和星系外流的速度。这表明极端的反馈-高强度的电离辐射和来自辐射和热银河风的强大压力-结合在一起，在中性气体中产生了重要的空穴。这些结果不仅揭示了电离辐射从恒星形成强烈的星系逃逸的物理机制，它们还提供了间接的观测指标，可用于高红移，直接测量逃逸的莱曼连续辐射是不可能的。
2015-08-04 astro-ph.GA
Modeling UV Radiation Feedback from Massive Stars: III. Escape of Radiation from Star-forming Giant Molecular Clouds
利用一套湍流云中恒星团簇形成的辐射流体动力学模拟，我们研究了电离（莱曼连续）和非电离（FUV）辐射的逃逸分数为广泛的云质量和大小。逃逸分数增加H II区域的发展，并在几个动力学时间内达到统一。在第一次超新星爆发前的累积逃逸分数在0.05-0.58之间;这在初始云表面密度较高时较低，而在质量较小和较致密的云中由于快速破坏而较高。一旦H II区域脱离了它们的局部环境，电离和非电离光子都会通过完全电离的低密度视线从云层中逃逸。因此，尘埃在后期成为电离辐射的主要吸收体，非电离辐射的逃逸分数仅略大于电离辐射的逃逸分数。逃逸分数主要由大尺度云的光学深度分布的平均值$\langle τ\rangle$和宽度$σ$决定，对于较小的$\langle τ\rangle$和/或较大的$σ$，逃逸分数增加。由于湍流引起的非零$σ$，逃逸分数超过原始估计值$e^{-\langle τ\rangle}$（有时超过三个数量级）。我们提出了两种简单的方法来估计，在$\sim20\%$，逃逸分数的非电离辐射使用观测到的尘埃光学厚度在云投影在天空的平面。我们讨论了我们的观测结果的影响，包括推断在个别分子云的恒星形成率，并占银河系尺度上的扩散电离气体。
2019-08-20 astro-ph.GA
Narrow escape: how ionizing photons escape from disc galaxies
本文计算了星暴星系电离光子的逃逸分数（$f_{\rm esc}$）。使用2-D轴对称流体动力学模拟，我们研究了超泡重叠超新星在OB协会。我们计算了电离光子从盘中心沿不同角度通过超气泡和气体盘的逃逸分数。在与OB协会的光度函数卷积后，我们发现电离光子在$\sim 40 ^\circ$的锥体内逃逸，与附近星系的观测结果一致。逃逸分数随时间的演化表明，它最初下降的冷气体聚集在一个致密的壳层。在壳层越过几个尺度高度并碎裂后，通过极区的逃逸分数再次上升。从几何角度考虑，角度平均逃逸分数不能超过$\sim [1- \cos (1 \, {\rm radian})] = 0.5$（使用发射锥开口角）。我们计算的依赖性的时间和角度平均逃逸分数上的中平面磁盘气体密度（在范围$n_0=0.15-50$ cm $^{-3}$）和磁盘尺度高度（之间$z_0=10-600$ pc）。我们发现逃逸分数与盘参数（中面盘密度和刻度高度）大致相关，使得$f_{\rm esc}^αn_0^2 z_0^3$（含$α\approx 2.2$）为常数。对于具有给定WNM温度的盘，大质量盘比低质量星系具有更低的逃逸分数。对于银河系ISM参数，我们发现$f_{\rm esc}\sim 5\%$，它增加到$\approx 10\%$的星系小10倍。我们讨论了可能的影响，块状的ISM上的逃逸分数的估计和我们的结果的宇宙的再电离的影…
2015-05-13 astro-ph.GA
Optically-Thin Spatially-Resolved Mg II Emission Maps the Escape of Ionizing Photons
早期的恒星形成星系产生了大量的电离光子。这些光子中的一小部分逃离了星系内的气体，重新照亮了整个宇宙。这个逃逸分数对于确定宇宙如何被再电离至关重要，但是中性星系际介质排除了在高红移下直接测量逃逸分数的可能性。逃逸分数的间接估计必须描述宇宙是如何被再电离的。在这里，我们提出了新的凯克宇宙网络成像空间分辨光谱的共振镁II 2800双峰从红移0.36星系，J1503+3644，与先前观察到的逃逸分数为6%。Mg II的发射具有与恒星连续谱相似的空间范围，并且每个Mg II双线都很好地拟合了单高斯。Mg II的光学厚度较薄。红色和蓝色Mg II发射线双峰的本征通量比$R = F_{2796}/F_{2803}$由原子物理学设置为2，但是Mg $^+$气体沿着视线与Mg II光学深度成比例地减小$R$。结合金属丰度，$R$估计中性气柱密度。观测到的$R$在整个星系中的范围为0.8-2.7，这意味着相对逃逸分数的空间变化系数为2。所有逸出J1503+3644的电离光子都穿过高$R$区域。我们结合Mg II的排放和尘埃衰减，以准确地估计绝对逃逸分数的10个本地莱曼连续体发射星系，并建议Mg II可以预测逃逸分数的时代内的再电离。
2020-08-17 astro-ph.GA
FLaREON : a fast computation of Ly$α$ escape fractions and line profiles
我们提出了FLAREON（快速莱曼阿尔法辐射逃逸流出中性气体），一个公共的Python包，提供快速和准确的莱曼阿尔法逃逸分数和线轮廓在广泛的流出几何形状和属性。该代码结合了不同的算法，如插值和机器学习预测莱曼阿尔法线属性从一个预先计算的网格流出配置的基础上的输出的蒙特卡罗辐射转移代码。在这里，我们描述的算法，讨论其性能，并说明了它的许多应用。最值得注意的是，FLaREON可以用来推断流出介质的物理性质，从观察到的莱曼α线轮廓，包括逃逸分数，或者它可以运行在数百万个对象的星系形成模型，以模拟逃逸的莱曼α光子在宇宙体积。
2020-01-23 astro-ph.GA
The connection between the escape of ionizing radiation and galaxy properties at z~3 in the Keck Lyman Continuum Spectroscopic Survey
电离辐射逃逸分数（$f_{esc}$）和星系性质之间的联系，如恒星质量（M*），年龄，恒星形成率（SFR）和尘埃含量，是再电离模型的关键输入，但这些关系中的许多在高红移下仍然未经检验。本文对Keck-Lyman连续谱巡天（KLCS）中的96个z~3星系进行了分析。这些星系都有灵敏的凯克/LRIS光谱测量的莱曼连续（LyC）区域，和多波段测光的地方限制恒星星族参数。我们构建复合光谱的子样本作为星系属性的函数，并量化每个复合材料的电离光子逃逸。我们发现$f_{esc}$和M* 之间存在显著的反相关，这与宇宙学放大模拟的预测一致。我们还发现$f_{esc}$和E（B-V）之间存在显著的反相关性，编码了我们样本中LyC逃逸的潜在物理学。我们还发现，$f_{esc}$和恒星年龄或特定的SFR（=SFR/M*）之间没有显着的相关性，具有挑战性的解释，同步最近的恒星形成和电离逃逸的有利条件。在KLCS中，与$f_{esc}$相关的星系属性是Ly $α$等效宽度、紫外线亮度、M*、SFR和E（B-V），但年龄或sSFR没有相关性。到目前为止，这是最全面的分析星系属性和LyC逃逸在高红移，并将用于指导未来的模型和观测的再电离时代。
2022-10-29 astro-ph.GA
Quantifying Distributions of Lyman Continuum Escape Fraction
模拟已经表明，大多数逃逸的莱曼连续体光子通过具有接近完全透明的少数立体角逃逸，而剩余的大多数立体角基本上是不透明的，导致在不同角度观察时逃逸分数的非常宽和偏斜的概率分布函数（PDF）。因此，沿视线观测到的星系莱曼连续谱光子的逃逸分数仅仅代表沿该视线的星际介质的性质，这可能是对星系在其整个天空平均的真实逃逸分数的不恰当的表示。在这里，我们研究如何莱曼连续光子逃逸星系在$z=4-6$，利用高分辨率的大尺度宇宙辐射流体动力学模拟。我们计算模拟观测样本的平均逃逸分数（$\left<f_{\rm esc,1D}\right>$）的PDF，作为样本量的函数，与真实平均值（无限样本量）进行比较。我们发现，当样本量很小时，表观均值会向低端倾斜。例如，对于6.7%的真实平均值，在$z=4$观测的（2，10，50）个星系的样本将有2.5%的概率获得低于$\left<f_{\rm esc,1D}\right>=$（0.007%，1.8%，4.1%）的样本平均值，2.5%的概率获得大于（43%，18%，11%）的样本平均值。我们的模拟表明，至少$\sim$ 100星系应该堆叠，以限制在20%的不确定性的真实逃逸分数。
2015-02-13 astro-ph.GA
Limits on Lyman Continuum escape from z=2.2 H-alpha emitting galaxies
莱曼连续光子从恒星形成星系中的泄漏是一个难以捉摸的参数。当被观测时，它提供了大量关于星系中恒星形成和星际介质几何形状的信息，并限制了恒星形成星系在宇宙再电离中的作用。z~2处的H-α选择星系追踪了宇宙恒星形成历史高峰期最高的恒星形成种群，为直接测量Lyman连续谱逃逸提供了基础。在这里，我们介绍这种方法，并强调其优点以及警告。我们还使用该方法在钱德拉深场南部z=2.2的10个H-α发射器上，也用哈勃太空望远镜在紫外线下成像。我们没有发现单独的莱曼连续谱检测，我们的堆栈将平均绝对逃逸分数的上限设为<24%，与类似的研究一致。随着未来计划的观测，样本量将迅速增加，这里提出的方法将提供非常强大的逃逸分数的约束。
2015-11-02 astro-ph.GA
The Connection Between Reddening, Gas Covering Fraction, and the Escape of Ionizing Radiation at High Redshift
我们利用z~3的大样本星系建立了红移、中性气体覆盖率（fcov（HI））和高红移电离光子逃逸之间的关系。我们的样本包括933个z~3的星系，其中121个在剩余紫外（λ =850-1300 A）下具有非常深的光谱观测（>7小时）。基于这些星系的复合光谱所示的外流光学厚HI的高覆盖率，我们得出结论，光电吸收，而不是尘埃衰减，占主导地位的电离光子耗尽。通过模拟的复合光谱的组合的未衰减的恒星光谱，包括星云连续发射的一个被吸收的HI和红的视线消光，我们得出的经验关系E（B-V）和fcov（HI）。具有更红的UV连续体的Galerkin具有更大的HI覆盖分数，其特征在于更高的视线折射率。我们的结果与Lya通过无气体视线的逃逸是一致的。覆盖分数的基础上，低电离星际吸收线系统低估那些推导出的HI线，这表明大部分流出的气体可能是贫金属。我们发展了一个模型，它连接的电离逃逸分数与E（B-V），并可用于估计逃逸分数的一个系综的高红移星系。或者，直接测量我们的数据的逃逸分数，使我们能够限制的内在900-1500 A的流量密度比为>0.20，一个值，有利于恒星星族模型，包括较弱的恒星风，一个平坦的初始质量函数，和/或二进制的演变。最后，我们展示了如何在这里讨论的框架可以用来评估电离辐射逃逸高红移星系的途径。[删节]
2016-06-10 astro-ph.GA
The Lyman Continuum Escape Survey -- II: Ionizing Radiation as a Function of the [OIII]/[OII] Line Ratio
我们讨论了一个大的（~50）样品的z=3.1莱曼α发射体（LAEs）的物理性质表明，这样的来源是有前途的星系在再电离时代的类似物的休息帧光发射线光谱。现在已经确定了可靠的莱曼连续体逃逸分数，用于从莱曼连续体逃逸调查（LACES）中获得的大样本LAE，该调查是通过Fletcher等人（2019）报告的SSA 22调查区域中的深层HST成像进行的。使用新的措施[OII]发射固定从凯克MOSFIRE光谱，我们重新检查，对于一个更大的样本，早期的声称，莱曼连续泄漏可能与星云发射线比[OIII]/[OII]预期的密度约束HII地区。我们发现，一个大的[OIII]/[OII]线比确实是莱曼连续泄漏的必要条件，加强早期的索赔使用较小的样品在各种红移。然而，并不是所有的LAE与大[OIII]/[OII]线比的泄漏和泄漏的辐射似乎不与其他光谱诊断的差异。这表明泄漏辐射的检测受到附加属性的调制，可能是多孔HII区域的视角。我们讨论了我们的新结果的背景下，引人注目的双峰的LAE泄漏和非泄漏的LACES计划中发现的宇宙再电离源的影响。
2019-12-31 astro-ph.GA
Small-scale Intensity Mapping: Extended Halos as a Probe of the Ionizing Escape Fraction and Faint Galaxy Populations during Reionization
我们提出了一种新的方法来量化的电离光子逃逸分数的值，并在宇宙再电离的时代，超微弱的星系聚集在明亮的物体周围的存在，使用弥漫的Ly $α$，连续和H $α$发射观测星系周围的$z\sim6$。我们通过扩展Mas-Ribas & Dijkstra（2016）和Mas-Ribas et al.（2017）中开发的形式主义，考虑到从中央星系逃逸的电离光子提供的荧光发射以及卫星恒星形成源的星云发射，对漫射晕的表面亮度分布进行了建模。我们预测的配置文件和LY $α$观测$z=5.7$和$z=6.6$之间的比较有利于低电离逃逸分数，$f_{\rm esc}^{\rm ion}\sim5\%$，星系的范围$-19\gtrsim M_{\rm UV} \gtrsim -21.5$。然而，由于观察中的不确定性和可能的系统性，无法得出确切的结论。我们预测H $α$和休息帧可见连续观测与JWST，并表明，JWST将能够检测扩展（几十千秒差距）荧光H $α$发射供电的电离光子逃逸从一个明亮的，$L\gtrsim 5L^*$，星系。这种观测可以区分荧光发射和卫星源的星云发射。我们讨论了如何观测和堆叠的几个对象可能会提供独特的约束逃逸分数微弱的星系和/或丰富的超微弱辐射源。
2017-07-24 astro-ph.GA
Charting the Lyman-alpha escape fraction in the range 2.9<z<6.7 and consequences for the LAE reionisation contribution
本文通过研究A2744透镜星系团后方96个暗弱LAE及光度函数整体演化，揭示红移2.9至6.7范围内莱曼-α逃逸分数在暗端显著升高，z~6时接近100%，表明暗弱星系是宇宙再电离的重要贡献者。
2024-08-01 astro-ph.GA
A machine-learning approach to measuring the escape of ionizing radiation from galaxies in the reionization epoch
最近在$z \gtrsim 7$对星系的观测，以及普朗克任务测得的电子散射光学深度的低值，使星系似乎是再电离时期电离光子的主要来源。然而，星系驱动的再电离的情况下铰链的假设，电离光子的平均逃逸分数是显着高于星系在再电离时代比在本地宇宙。詹姆斯·韦伯太空望远镜（JWST）上的NIRSpec仪器将能够对再电离时代星系的大样本进行光谱观测。虽然电离光子的泄漏将无法从这些光谱中直接测量，但预计泄漏将对光谱斜率和星云发射线在静止帧紫外和光学中的强度产生间接影响。在这里，我们应用机器学习技术称为套索回归模拟$z=7$星系的模拟JWST/NIRSpec观测，以获得一个模型，可以预测逃逸分数从JWST/NIRSpec数据。除了模拟光谱中的系统偏差之外，我们的方法能够检索逃逸分数，对于我们的基准模拟，在1500 nm的静止帧波长处具有$S/N\approx 5$的光谱，平均绝对误差为$Δf_{\mathrm{esc}} \approx 0.12$。这种预测精度代表了对以前类似方法的显著改进。
2016-07-01 astro-ph.GA
Direct Detection of Lyman Continuum Escape from Local Starburst Galaxies with the Cosmic Origins Spectrograph
我们报告在两个邻近的星暴星系的莱曼连续辐射的检测。Tol 0440-381、Tol 1247-232和Mrk 54是由哈勃太空望远镜上的宇宙起源光谱仪观测到的。这三个星系的径向速度约为13，000 km/s，允许在银河系莱曼边缘912 A的莱曼连续统上有一个约35 A的窗口。使用G140 L光栅的所选仪器配置覆盖了912至2，000 nm的光谱范围。我们开发了一种专用的背景减除方法来解释探测器的时间和空间背景变化，这在912 A附近的低通量水平下至关重要。这一修改后的管道使我们能够显着改善统计和系统检测器噪声，并将提供给社区。我们在这三个星系中都探测到莱曼连续体。然而，我们保守地将Tol 0440-381中的发射解释为上限，这是由于地冠莱曼系线可能的污染。我们从远紫外连续谱和谱线中确定了当前恒星形成的性质，并使用合成模型来预测当前热恒星群体发出的莱曼连续辐射。我们讨论了各种模型的不确定性，如，除其他外，大气和演变模型。莱曼连续逃逸分数来自观测和预测的莱曼连续通量之间的比较。Tol 1247-232、Mrk 54和Tol 0440-381的绝对逃逸分数分别为（4.5 +/- 1.2）%、（2.5 +/- 0.72）%和<（7.1 +/- 1.1）%。
2016-03-22 astro-ph.GA
Systematic Bias in Ionizing Radiation Escape Fraction Measurements from Foreground Large-Scale Structures
本研究利用268个背景星系和COSMOS场密度图，发现Lya光学深度与星系密度正相关，表明过密区域的中性气体会导致电离辐射逃逸分数测量产生系统性偏差，并强调测光方法及Euclid等巡天在修正此效应中的优势。
2025-04-23 astro-ph.GA
The Lyman Continuum Escape Fraction of The Cosmic Horseshoe: A Test of Indirect Estimates
高红移的恒星形成星系可能是宇宙再电离的原因，但直接探测它们逃逸的电离（莱曼连续谱）光子已被证明是极具挑战性的。在这项研究中，我们寻找逃逸莱曼连续的宇宙马蹄铁，引力透镜，恒星形成星系在z=2.38与一个大的放大倍率$\sim24$。在静止坐标系紫外线中，低电离星际吸收线波长的透射表明存在一种不规则的、部分透明的星际介质。这使其成为直接检测莱曼连续谱的理想候选者。我们使用WFC 3/UVIS F275 W滤光片获得了一张10轨道哈勃近紫外图像，该滤光片在马蹄铁红移处探测略低于莱曼极限的波长，试图探测逃逸的莱曼连续辐射。在充分考虑了星系际介质不透明度的不确定性以及WFC 3 CCD中电荷转移效率的不确定性后，我们发现了$f_{esc,rel}<0.08$的相对逃逸分数的$3 σ$上限。该值比低离子吸收谱线中40%透射率所预测的值（0.4）低5倍。我们讨论了这种差异的可能原因，并考虑在直接莱曼连续检测以及间接估计逃逸分数的影响，为未来的尝试。
2016-03-07 astro-ph.GA
Tracing Lyman-alpha and Lyman Continuum Escape in Galaxies with Mg II Emission
恒星形成星系被认为是最有可能的H I电离莱曼连续统（LyC）光子的来源，这些光子在高红移下使星系际介质再电离。然而，在z >~ 6以上，中性的星系际介质阻止了对LyC的直接观测。因此，近年来已经看到了LyC的间接指标的发展，这些指标可以在较低的红移下进行校准，并应用于再电离时代。来自Mg II \ly \ly 2796、2803双重峰的发射已被提出作为有希望的LyC替代物。在本文中，我们提出了新的哈勃太空望远镜/宇宙起源光谱仪观测8 LyC发射体候选人，选择具有强Mg II发射线。我们在50%（4/8）的星系中安全地检测到LyC发射，具有2 $σ$显著性。这种高检测率表明，强Mg II发射体可能比没有强Mg II的类似星系更容易泄漏LyC。利用光电离模型，我们限制逃逸分数的Mg II为~ 15 - 60%。我们证实，逃逸分数的Mg II与莱曼α（LyA），我们解释为一个指示，这两个物种的逃逸分数是由共振散射控制在同一个低柱密度气体密切相关。此外，我们表明，镁II排放和尘埃衰减的组合可以用来估计逃逸分数的LyC统计。这些发现证实了Mg II发射可以用来估计本地恒星形成星系中LyA和LyC的逃逸分数，并可能作为一个有用的间接指标在再电离时代。
2022-05-23 astro-ph.GA
On the origin of low escape fractions of ionizing radiation from massive star-forming galaxies at high redshift
在$z\sim3$ - $4$，来自大质量恒星形成星系的电离辐射的低逃逸分数的物理起源还没有得到很好的理解。我们进行理想化的盘星系模拟，以了解银河系的属性，如金属丰度和气体质量如何影响莱曼连续统（LyC）光子的逃逸使用辐射流体动力学模拟与强恒星反馈。我们发现嵌入质量为$M_h\simeq10^{11}\,M_\odot$的晕中的贫金属（$Z=0.002$）星系的亮度加权逃逸分数为$\left<f_{\rm esc}^{\rm 3D}\right>\simeq 10\,\%$。大约一半的LyC光子在100 pc的尺度内被吸收，另一半在ISM（$\lesssim 2\, {\rm kpc}$）中被吸收。当气体的金属丰度增加到$Z=0.02$时，逃逸分数显著降低到$\left<f_{\rm esc}^{\rm 3D}\right>\simeq1\%$，因为年轻的恒星被它们的诞生云遮蔽的时间更长。相比之下，将气体质量增加5倍会导致$\left<f_{\rm esc}^{\rm 3D}\right>\simeq 5\, \%$，因为LyC光子仅被较厚的圆盘适度吸收。我们的实验表明，高金属丰度可能更负责在大质量恒星形成星系中观察到的低逃逸分数，支持逃逸分数随晕质量增加而减少的情况。最后，可以忽略不计的逃逸分数和表面密度的恒星形成或星系外流率之间的相关性。
2020-10-14 astro-ph.GA
New Constraints on the Escape of Ionizing Photons From Starburst Galaxies Using Ionization-Parameter Mapping
星暴星系中电离辐射的命运是理解宇宙再电离的关键。然而，电离辐射逃逸分数所依赖的银河系参数还没有得到很好的理解。电离参数映射为研究星暴星系的辐射转移提供了一种简单而有效的方法。我们获得了六个附近矮恒星爆发的[SIII]/[SII]发射线比率图：NGC 178，NGC 1482，NGC 1705，NGC 3125，NGC 7126和He 2-10。窄带图像是由Las Campanas天文台的Maryland-Magellan可调谐滤波器获得的。利用这些数据，我们先前报道在NGC 5253中发现了光学薄电离锥，在这里我们也在NGC 3125中发现了类似的电离锥。后一个圆锥体的开口角为40+/-5度（0.4 ster），表明电离辐射可能通过的通道对应于一个小的立体角。此外，有三个样本星系具有风和/或超级气泡活动，这应该有助于逃逸辐射，但它们在光学上很厚。这些结果支持的情况下，方向偏差限制了我们的能力，直接检测逃逸莱曼连续在许多星爆星系。对光学薄星系和光学厚星系的恒星形成特性和历史的比较与模型一致，即高逃逸分数仅限于年龄足够大（> 300万年）的星系，以便机械反馈在ISM中清除光学薄通道，但足够年轻（<500万年），电离星仍然存在。
2013-11-12 astro-ph.GA
Excitation properties of galaxies with the highest [OIII]/[OII] ratios: No evidence for massive escape of ionizing photons
恒星形成星系可能泄漏电离光子的可能性是当今许多研究宇宙再电离的核心。我们测试这一假设的本地蓝色致密矮星系的非常高的激发。我们通过检查斯隆数字巡天的数据发布7和10的光谱来收集这样的星系样本。我们认为，可靠的结论不能单独基于强线，并采取一种策略，包括重要的弱线，如[OI]和高激发HeII和[ArIV]线。我们的分析是基于纯粹的观测图和光电离模型与精心挑选的发射线比图的比较。我们表明，光谱能量分布从目前的恒星星族合成模型不能解释所有的观测约束，这使我们模仿几种情况下，可以解释的数据。这些包括硬X射线或电击的额外存在。我们发现，只有电离约束模型（或电离光子逃逸分数低于10%的模型）能够同时解释所有的观测约束。
2015-03-01 astro-ph.GA
Escape fraction of ionizing photons during reionization: effects due to supernova feedback and runaway OB stars
从星系逃逸到星系际介质中的氢电离光子的比例是再电离理论中的一个关键组成部分。我们使用两个放大的，高分辨率（4 pc），宇宙学辐射流体动力学模拟与自适应网格细化研究两种物理机制（超新星反馈和失控OB星）的逃逸分数（f_esc）在再电离时期（z>7）的影响。我们实现了一个新的，物理动机的超新星反馈模型，可以近似Sedov解决方案在所有阶段（从自由膨胀到扫雪机）。我们发现，有一个显着的时间延迟约1000万年之间的恒星形成的峰值和逃逸分数，由于时间的积累和随后的恒星形成云的超新星反馈破坏。因此，在质量为10^8-10^10.5兆太阳的晕中，矮星系的光子数加权平均逃逸分数约为<fesc>11%，尽管当恒星形成受到超新星爆炸强烈调制时，f_esc>20%的瞬时值是常见的。我们发现，包含失控OB星增加了22%至14%的平均逃逸分数<fesc>。由于逃逸OB星产生的超新星往往发生在密度较低的环境中，与没有逃逸OB星的模型相比，在Mvir>10^9 Msun的晕中，反馈效应得到增强，恒星形成被进一步抑制。虽然我们的两个模型都产生了足够的电离光子，以维持一个完全电离的宇宙在z>7的观察，更高数量的电离光子在z>9似乎有必要容纳高观测电子光学深度推断从宇宙微波背景观测。
2014-05-03 astro-ph.GA
Gravitational lensing reveals ionizing ultraviolet photons escaping from a distant galaxy
在再电离时期，早期宇宙中的中性气体被第一个星系中的年轻恒星发出的硬紫外线电离。要做到这一点，电离紫外光子必须逃离宿主星系。我们提出了哈勃太空望远镜观测的引力透镜星系PSZ 1-ARC G311.6602-18.4624，揭示了明亮的，多重成像电离光子逃逸从一个紧凑的恒星形成区域通过一个狭窄的通道在光学厚气体。引力透镜放大图显示了电离光子如何逃离这个星系，从而促成宇宙的再电离。源的多条视线探测星系际中性氢的吸收，其尺度不超过几百秒差距，甚至可能小于10秒差距。
2019-11-08 astro-ph.GA
A bottom-up search for Lyman-continuum leakage in the Hubble Ultra Deep Field
内容：莱曼连续统的产生和逃逸的研究往往依赖于间接观测示踪剂阵列的预选候选泄漏。目的：在这里，我们研究了由于这些选择标准，通过完全删除它们并执行纯粹从静止帧LyC发射中选择的搜索，可能会错过多少电离辐射;以及这如何影响我们对电离背景的估计。方法：我们反转传统的方法，在红移$2 < z < 3.5$上进行自底向上的莱曼连续泄漏星系搜索。使用HST和VLT/MUSE的存档数据，我们在HUDF的UV过滤HST图像上运行源查找软件，并对所有检测到的源进行一系列测试，以消除那些与电离源不一致的源。结果：我们发现6个新的和一个以前确定的候选泄漏的绝对逃逸分数范围从36%到100%。我们的过滤标准消除了一个对象以前报告的候选电离发射体在文献中，而我们报告的其他两个先前报道的来源在休息帧莱曼连续非检测。我们发现，我们的候选人作出贡献的metagalactic电离场的$\log_{10}(ε_ν) = 25.32(+0.25)(-0.21)$和$25.29(+0.27)(-0.22)$ erg/s/Hz/cMpc $^3$的全套候选人和4个最强的候选人，这两个值都高于，但与其他最近的数字在文献中一致。结论：我们的研究结果表明，不符合通常的选择标准的星系可能会对宇宙电离场做出不可忽视的贡献。我们建议在研究充分的领域中进行更大规模的类似搜索，包括UV和大的辅助数据覆盖范围，例如在完整的CANDELS领域。
2022-08-05 astro-ph.GA
Investigating the Lyman photon escape in local starburst galaxies with the Cosmic Origins Spectrograph
利用哈勃太空望远镜（HST）上的宇宙起源摄谱仪（COS）对宇宙演化巡天（COSMOS）中的7个恒星形成星系进行了观测研究。星系位于相对较低的红移，$z\sim$ 0.3，从扩展和干扰到紧凑和光滑的形态。为了补充HST观测，我们还分析了甚大望远镜（VLT）上的VIMOS摄谱仪的观测结果。在我们的星系样本中，我们确定了三个物体的双峰莱曼$α$的档案类似于那些看到的绿豆紧凑星系和测量峰值分离655，374和275公里秒$^{-1}$。我们测量Lyman- $α$逃逸分数，其值范围在5- 13%之间。鉴于低通量水平的个人COS曝光，我们采用加权叠加方法，以获得一个单一的频谱。从该COS组合光谱，我们推断绝对和相对莱曼连续逸出分数的上限分别为$f_{\rm abs}(\rm LyC)$ = 0.4 $^{+10.1}_{-0.4}$ \%和$f_{\rm res}(\rm LyC)$ = 1.7 $^{+15.2}_{-1.7}$ \%。最后，我们发现这些星系中的大多数具有中等的紫外和光学SFR（SFR $\lesssim$ 10 M $_{\odot}$ yr $^{-1}$）。
2018-04-25 astro-ph.GA
The Low-redshift Lyman-continuum Survey: [S II]-deficiency and the leakage of ionizing radiation
星系特征和宇宙再电离之间的关系仍然难以捉摸，主要是由于在这些红移处访问莱曼连续谱（LyC）的观测困难。因此，重要的是要确定低红移的LyC泄漏星系，可以用作实验室来研究允许LyC光子逃逸的物理过程。相对于典型的恒星形成星系，[S II]星云发射线的弱点已被提出作为LyC预测。在本文中，我们表明，[S II]-不足是一种有效的方法来选择LyC泄漏的候选人使用的数据从低红移LyC调查，其中检测到流量低于莱曼边缘的35个恒星形成星系的宇宙起源光谱仪船上的哈勃太空望远镜。我们发现，LyC泄漏往往是更多的[S II]-缺陷，其检测的分数增加[S II]-缺陷变得更加突出。相关性研究表明，[S II]-缺陷补充了其他LyC诊断（如强Lyman- $α$发射和高[O III]/[O II]）。我们的研究结果验证了一个额外的技术，再电离时代的星系可以进行研究。
2021-07-22 astro-ph.GA
Mapping Lyman Continuum escape in Tololo 1247-232
低红移，空间分辨莱曼连续体（LyC）发射器使我们能够澄清LyC逃离这些星爆星系的过程。我们使用哈勃太空望远镜（HST）WFC 3和ACS对已确认的低红移LyC发射体Tol 1247-232进行成像，以研究该气体的电离结构及其与电离星团的关系。我们使用[O III]4959，5007和[O II]3727成像作为高和低电离示踪剂进行电离参数映射（IPM），揭示了广泛的，大规模的，光学薄的区域，从中心开始，并到达星系的外围，与LyC逃逸一致。我们使用我们的HST测光对26个最亮的星团进行了恒星星族合成建模。结合这些数据与星云测光，我们发现一个全球LyC逃逸分数的f_esc = 0.12，与不确定性也符合零逃逸和所有测量的f_esc值为这个星系。我们的分析表明，与其他候选LyC发射体类似，这个星系中发生了两个阶段的星暴，一个1200万年的大质量中央星团可能在中心及其周围有预先清除的区域，第二代2 - 400万年的星团主导了当前的电离，包括一些逃离星系。
2018-09-26 astro-ph.GA
Central Concentration and Escape of Ionizing Photons in Galaxies at the Epoch of Reionization
本文对JADES天区189个红移约7的星系进行空间分辨分析，发现其中心区域具有致密爆发式恒星形成、高电离光子产生效率和逃逸分数，表明中心区域在驱动宇宙再电离中起关键作用。
2025-07-22 astro-ph.GA
Spectroscopic detection of CIV in a galaxy at z=7.045: Implications for the ionizing spectra of reionization-era galaxies
本文介绍了Keck/MOSFIRE对Abell 1703星系团后面4个明亮的z~6-8引力透镜星系中紫外金属线的观测结果。A1703-zd 6是一个高度放大的恒星形成星系，莱曼-α红移z=7.045，它的光谱显示了对星云CIV发射线的可靠探测（FWHM < 125 km/s）。在其他三个星系中没有检测到紫外线金属线。在z~2-3处，只有1%的紫外选择星系观测到星云CIV辐射。在本文所研究的小样本星系中，有一个星系出现了强的CIV辐射，这可能表明z~7处的硬电离谱更为普遍。总的估计等效宽度的CIV的双重（38 A）和CIV/莱曼α流量比（0.3）的测量窄线活动星系核。光电离模型表明，星云的CIV线也可以复制一个年轻的恒星星族，与非常热的金属贫恒星占主导地位的光子通量负责三重电离碳。无论CIV的起源如何，我们发现A1703-zd 6的电离光谱在z~2处不同于典型星系，在1500 A单位光度下产生更多的H电离光子，在30-50 eV处产生更大的通量密度。如果这种极端的辐射场在z>7的紫外选择系统中是典型的，这将表明再电离时代的星系是比以前认为的更有效的电离剂。或者，我们认为，在z>7的莱曼α发射体的小样本可能跟踪一个罕见的人口与强辐射场能够电离周围的氢分布。在有和没有莱曼α探测的星系中，对高电离发射线的额外限制将有助于澄清硬电离光谱在再电离时代是否普遍。
2015-04-26 astro-ph.GA
Absorption Line Spectroscopy of Gravitationally-Lensed Galaxies: Further Constraints on the Escape Fraction of Ionizing Photons at High Redshift
从高红移恒星形成星系逃逸的电离光子的比例仍然是评估星系是否是宇宙再电离的主要因素的关键障碍。我们之前提出使用通过深吸收线光谱测量的低电离气体的覆盖分数作为替代。我们现在提出一个重要的更新，在$4<z<5$采样七个引力透镜源。我们表明，在我们的源中的吸收气体是空间不均匀的，中值覆盖分数为66%。根据云尘模型校正红化，这意味着估计的绝对逃逸分数为$\simeq19\pm6$ \%。考虑到可能的偏差和不确定性，我们发现排除空间变化的影响，平均逃逸分数可以降低到不低于11%。对于我们的一个透镜源，我们有足够的信号/噪声来证明存在这样的空间变化和散射，其依赖于Ly $α$等效宽度，与最近的模拟一致。如果这个源是典型的，我们的逃逸分数的下限可以进一步降低$\simeq$ 2。在我们的样本中，我们发现推断的逃逸分数和本地恒星形成率之间存在适度的反相关性，这与爆发和泄漏的莱曼连续体光子之间的时间延迟一致。我们的分析表明，逃逸分数的相当大的变化与恒星形成区域的小尺度行为相一致，其活动在短时间尺度上波动。这支持了这样的建议，即逃逸分数可能会增加对再电离时代时，恒星形成变得更加充满活力和爆发。
2016-09-01 astro-ph.GA
The Lyman Alpha Reference Sample: V. The impact of neutral ISM kinematics and geometry on Lyman Alpha escape
我们提出了高分辨率的远紫外光谱的莱曼阿尔法参考样本的14个星系，强烈的恒星形成星系在低红移（$0.028 < z < 0.18$）的样本。我们比较派生的属性来自多波段成像和21厘米HI干涉和单碟观测，以及档案光学SDSS光谱的全球性。除了莱曼$α$线，光谱包含一些金属吸收功能，使我们能够探测的中性ISM的运动学和评估的光学深度和覆盖率的中性介质作为视线速度的函数。此外，我们展示了如何结合系统速度的精确测定和良好的Ly $α$光谱，将单独的团块一起完全覆盖背景源的模型与Heckman等人（2011）命名的“栅栏”模型区分开来。我们发现，没有一个单一的效果占主导地位的管理赖氨酸$α$辐射转移和逃逸。在我们的样本中，Ly $α$逃逸与$\lesssim 0.9$的最大速度分仓覆盖分数和$\gtrsim 50$ km s $^{-1}$的批量流出速度相吻合，尽管一些星系显示出这些特征，但Ly $α$逃逸很少或根本没有。我们发现，Ly $α$峰值速度，在可用的情况下，是不一致的一个强大的后向散射分量，而是与一个简单的模型的内在发射线覆盖的蓝移吸收轮廓从外流风。最后，我们发现H $α$等效宽度和最大速度分组覆盖因子之间存在很强的相关性，并提出了一个启发式解释模型。
2015-03-05 astro-ph.GA
Lyman Continuum Escape Fraction in Ly$α$ Emitters at $z\simeq3.1$
我们在GOODS-South场的$z\simeq3.1$测量了54个微弱的莱曼α发射体（LAEs）的LyC逃逸分数。这些星系的平均星等为$R=26.7$ AB（$M_{UV}=-18.8$，$L\simeq0.1L^*$），代表了一群紧凑的年轻矮星系。它们的性质很可能类似于$z>6$中负责宇宙再电离的星系。我们在覆盖静止帧820 nm的深{ \em HST} F336 W图像中的任何单个LAE中未检测到LyC发射。我们也没有在F336 W堆叠图像中检测到这些LAE的LyC发射。LyC逃逸分数的$3σ$上限为$f_{\rm esc}<14-32\%$。然而，这些LAE的高Ly $α$静止框架等效宽度，低恒星质量和紫外光度表明它们应该有$f_{\rm esc}>50\%$。从这项工作和其他堆叠分析的低LyC逃逸分数表明，在$z=2-3$的$f_{\rm esc} > 50\%$的LyC泄漏星系不遵循之间的关系$f_{\rm esc}$和紫外光度和Ly $α$等效宽度（EW）来自典型星系在类似的红移。因此，UV光度和Ly $α$等效宽度（EW）不是LyC逃逸分数的最佳指标。
2020-01-22 astro-ph.GA
CLASSY XIII. Cutting through the Clouds - Comparing Indirect Tracers of Ionizing Photon Escape
研究通过比较间接示踪剂，揭示了邻近恒星形成星系中两种不同的LyC逃逸机制：早期逃逸由年轻恒星驱动，延迟逃逸与超新星喷流和星际介质清除相关。
2025-11-19 astro-ph.GA
The Lyman Continuum escape fraction of emission line-selected $z\sim2.5$ galaxies is less than 15%
最近的工作表明，强发射线，恒星形成星系可能是重要的莱曼连续体泄漏。我们结合档案HST宽带紫外和光学成像（F275 W和F606 W，分别）与来自WFC 3 IR G141棱镜光谱的发射线目录，寻找逃逸莱曼连续（LyC）发射均匀选择$z\simeq$ 2.5 SFG。我们没有检测到逃逸莱曼连续谱从[OII]星云发射（N=208），并在一个狭窄的红移范围内，[OIII]/[OII]选择的SFG。我们测量1 $σ$上限的LyC逃逸分数相对于非电离UV连续从[OII]发射体，$f_{esc}<$ 5.6%，和强[OIII]/[OII] $>$ 5 ELG，$f_{esc}<$ 14.0%。我们的观测还不足以探测到$f_{esc}\lesssim$ 10%典型的低红移莱曼连续辐射体。然而，我们发现，这个人口代表恒星形成星系人口的一小部分在$z\simeq$ 2。因此，除非极端发射线星系的数量大幅增长到z $>$ 6，这样的星系可能不足以再电离。更深入的调查数据在休息框架电离紫外线将是必要的，以确定是否强线比可能是有用的预选LyC泄漏在高红移。
2017-05-17 astro-ph.GA
An uncontaminated measurement of the escaping Lyman continuum at $z\sim3$
在$z\sim3$观测再电离时代的类似物是限制再电离的有力工具。静止紫外观测特别有用，其中可以观察到电离光子产生和逃逸的直接和间接示踪物。我们分析了一个样本的124个$z\sim3$星系的凯克莱曼连续光谱调查，灵敏的光谱测量的莱曼连续（LyC）区域。我们提出了一种使用高分辨率，多波段哈勃太空望远镜成像从我们的样品中去除前景污染的方法。我们重新测量了13个单独检测到的LyC源和107个单独未检测到的源的清洁样本的全局属性，包括$f_{esc,abs}=0.06\pm0.01$的样本平均绝对逸出分数和$<f_{900}/f_{1500}>_{out}=0.040\pm0.006$的电离与非电离紫外通量密度的样本平均比率，并对来自星系际和环星系介质的衰减进行了校正。复合光谱的基础上，我们还恢复了$<f_{900}/f_{1500}>_{out}$和Ly $α$等效宽度（W $_λ$（Ly $α$））之间的强正相关性和$<f_{900}/f_{1500}>_{out}$和紫外光度之间的负相关性。与以前的工作一样，我们解释了$<f_{900}/f_{1500}>_{out}$和W $_λ$（Ly $α$）之间的关系在调制的电离辐射逃逸的恒星形成星系的中性气体的覆盖分数的基础上。我们还使用一个W $_λ$（Ly $α$）加权的$<f_{900}/f_{1500}>_{out}$来估计恒星形成星…
2022-06-23 astro-ph.GA
Lyman continuum galaxies and the escape fraction of Lyman break galaxies
以z ~ 3-4的Lyman break星系（LBG）为研究对象，测量了从高红移星系逃逸的Lyman连续统（LyC）通量。然而，z ~ 3-4 LBG的识别使用莱曼break技术，优先选择的星系很少或没有LyC。通过对文献中794个UnGR选择的z ~ 3 LBG的合成光谱进行分光光度分析，同时加入不同强度的LyC通量，重新检验了标准LBG选择标准。修改后的复合光谱准确地预测的红移范围内，性能和LyC通量的LBG在文献中有光谱LyC测量，同时预测存在的一个显着的分数的星系外的标准选择区域。这些星系被称为莱曼连续体星系（LCG），预计具有高水平的LyC通量，估计其数量密度约为LBG人口的30- 50%。我们将R_obs（U_n）定义为观察到的LyC通量的相对分数，从912 A到由U_n滤波器探测的最短剩余帧波长积分，到观察到的非电离通量（这里在1500 A下测量）。我们使用794个光谱作为整个z ~ 3 LBG总体的统计样本，发现R_obs（U_n）= 5.0 + 1.0/-0.4（4.1 + 0.5/-0.3）%，这对应于本征LyC逃逸分数f_esc = 10.5 + 2.0/-0.8（8.6 + 1.0/-0.6）%（污染校正）。从复合光谱分布中，我们估计LCG的R_obs（U_n）~16 +/-3，f_esc ~33 +/-7%; LBG + LCG z ~ 3组合样品的R_o…
2014-04-01 astro-ph.GA
The Impact of Unresolved Turbulence on the Escape Fraction of Lyman Continuum Photons
研究了高红移星系中湍流马赫数（\mach）与莱曼连续光子逃逸分数（$f_{\rm esc}$）之间的关系。近似的湍流等温和各向同性，我们表明，在从$\mathcal{M}=1$到$\mathcal{M}=10$的列密度的方差的增加导致$f_{\rm esc}$增加$\approx 25$ \%，和从$\mathcal{M}=1$到$\mathcal{M}=20$的增加导致$f_{\rm esc}$增加$\approx 50$ \%的介质与不透明度$τ\approx1$。在一个固定的马赫数，逃逸分数相对于一个恒定的柱密度的情况下，校正因子指数尺度与细胞中的不透明度，这对模拟的恒星形成区域有很大的影响。此外，在具有完全原子/离子冷却和化学的各向同性湍流的模拟中，即使当平均温度为$\approx5\times10^3 K$时，HI的分数也在$\mathcal{M}\approx10$处下降了$\approx 2.5$的因子。如果紊流未被解决，这些效应在马赫数大于10时共同使$f_{\rm esc}$增大一个因子$>3$。这样的马赫数在高红移时很常见，在那里剧烈的湍流是由超新星、引力不稳定性和合并活动驱动的，正如数值模拟和观测所示。这些结果，如果在目前的流体动力学宇宙学模拟，以解决湍流，可以提高莱曼连续体光子逃逸分数的理论预测，并进一步限制再电离的来源。
2016-11-01 astro-ph.GA
Breaking Through the Cosmic Fog: JWST/NIRSpec Constraints on Ionizing Photon Escape in Reionization-Era Galaxies
University of Geneva（日内瓦大学）；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（DAWN））；Max Planck Institut für Astrophysik（马克斯·普朗克天体物理研究所）；Max-Planck-Institut für Astronomie（马克斯·普朗克天文学研究所）；The University of Texas at Austin（德克萨斯大学奥斯汀分校）
通过JWST/NIRSpec深空谱分析，研究再电离时期星系离子化光子逃逸分数，发现约10%的平均逃逸率，为理解宇宙再电离提供关键约束。
2025-07-01 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
The Sunburst Arc: Direct Lyman α escape observed in the brightest known lensed galaxy
我们目前的休息帧紫外和光学光谱的最明亮的透镜星系尚未发现，在红移z = 2.4。这个来源揭示了一个特征，三峰莱曼α轮廓已被各种理论工作预测，但据我们所知，以前没有明确观察到。这一特征很好地拟合了两个分量的叠加：一个是由大量辐射转移产生的双峰轮廓，另一个是由直接逃逸的莱曼α光子产生的狭窄的中心分量;但单独用这两个分量都拟合不好。我们证明，该功能是不太可能包含来自附近的污染源，和中心峰是不受辐射转移的影响，除了非常轻微的吸收。该功能被检测到的信噪比超过80每像素线中心，并承担很强的相似性，数值模型预测的合成配置文件。
2017-11-19 astro-ph.GA
Constraints on the production and escape of ionizing radiation from the emission-line spectra of metal-poor star-forming galaxies
我们探讨的生产和逃逸的电离光子在年轻的星系通过调查的紫外线和光学发射线特性的模型的电离有界和密度有界的HII区域，活动星系核（AGN）的窄线区域和辐射冲击计算所有使用相同的物理一致的描述元素丰度和耗尽的尘埃颗粒下降到非常低的金属。我们将这些模型与贫金属恒星形成星系和莱曼连续体（LyC）泄漏的参考样本进行比较，这些参考样本在不同的红移，这使得同时探索更多的光谱诊断比通常可在一次为个别子样本。我们确认，目前的单星和双星人口合成模型不产生足够硬的辐射占最贫金属星系的高电离辐射。无论是活动星系核还是辐射激波分量的引入都能使模型与观测结果相一致。一个已发表的模型，包括X射线双星是一个有吸引力的替代再现所观察到的上升HeII 4686/Hbeta比减少氧丰度的金属贫恒星形成星系，但不是高观察到的HeII 4686/Hbeta比的星系大EW（Hbeta）。在这些极端的天体中，似乎需要更硬的电离辐射源，例如活动星系核或辐射激波成分，这可能与初始质量函数偏向于低金属丰度的大质量恒星有关。这也可以解释相对于电离结合模型，确认的LyC泄漏物的[OI]/[OIII]比率惊人地高。我们发现没有简单的肉眼诊断的电离源的性质和逃逸的LyC光子，这需要适当的同时适合几条线进行歧视。
2019-09-16 astro-ph.GA
Simulating Star Clusters Across Cosmic Time: II. Escape Fraction of Ionizing Photons from Molecular Clouds
我们计算的氢和氦电离辐射逃逸恒星形成的分子云，作为一个功能的星团质量和紧凑性，使用一套高分辨率的辐射磁流体动力学模拟恒星形成的自引力，湍流分子云。在He，Ricotti和Geen（2019）提出的这些模拟中，单个大质量恒星的形成得到了很好的解决，并且它们在主序列上的紫外辐射反馈和寿命被自洽地建模。我们发现，电离辐射从分子云，$\langle f_{\rm esc}^{\scriptscriptstyle \rm MC}\rangle$逃逸分数，随着星团的质量增加，并减少紧凑性。分子云的密度通常在本地宇宙中发现，其$\langle f_{\rm esc}^{\scriptscriptstyle \rm MC}\rangle$可以忽略不计，范围在$0.5\%$到$5\%$之间。密度为10倍的分子云含有$\langle f_{\rm esc}^{\scriptscriptstyle \rm MC}\rangle \approx 10\%-20\%$，而密度为10倍的分子云含有$100\times$，它产生球状星团的祖先。我们发现，$\langle f_{\rm esc}^{\scriptscriptstyle \rm MC}\rangle$增加气体金属丰度降低，即使忽略尘埃消光，由于较强的辐射反馈。然而，逃逸电离光子的总数随着金属丰度的降低而减少，因为恒星形成效率降低。我们的结论是，在$…
2020-01-16 astro-ph.GA
Escape of ionizing radiation from high redshift dwarf galaxies: role of AGN feedback
虽然低质量的恒星形成星系通常被认为是再电离的主要驱动力，但它们对宇宙紫外线背景的实际贡献仍然不确定，主要是因为电离光子的逃逸分数仅受到很差的限制。理论研究表明，有效的超新星反馈是创造电离辐射可以逃逸到星系际介质的路径的必要条件。我们调查的可能性，吸积超大质量黑洞在早期矮星系可能会提供额外的反馈和增强电离辐射泄漏。我们使用一系列高分辨率的宇宙辐射流体动力学模拟，我们隔离不同的反馈源。我们发现超新星反馈阻止了黑洞的增长，从而淬灭了与之相关的反馈。即使在黑洞可以生长的情况下，星际介质的结构也受到超新星反馈的强烈控制。我们的结论是，在矮星系制度，超大质量黑洞似乎并没有发挥重要作用，提高逃逸分数，并在早期的紫外线背景。
2017-12-15 astro-ph.CO astro-ph.GA
Lyman-Werner Escape Fractions from the First Galaxies
直接坍缩黑洞在$z \approx 10-20$的原始原子冷却晕中形成，可能是高红移超大质量黑洞（BH）的种子。为了创造一个巨大的BH种子，需要防止宿主晕形成恒星。因此，为了抑制H $_2$冷却，需要用大通量的莱曼-沃纳（LW）UV光子照射H $_2$。在这种情况下，一个关键的不确定性是逃逸部分的LW辐射从第一个星系，在这个时代的紫外光子的主要来源。为了更好地约束这种逃逸分数，我们已经进行了辐射流体动力学模拟的HII区域的增长和其相关的光解区域在第一个星系使用ZEUS-MP代码。我们发现，LW逃逸分数的关键取决于电离前沿（I-前）的传播。对于越过晕的R型I型波前，LW逃逸分数总是大于95%。如果晕稍后从外向内重组，由于光谱软化和减弱，在晕的静止框架（近场）中的LW逃逸分数下降到零。分析缓慢移动的D型I-波前需要进行详细而仔细的分析，其中逃逸分数取决于微观物理，可以在近场小至3%，在远场为61%，或者在近场和远场都大至100%。
2017-01-30 astro-ph.GA
The connection between galactic outflows and the escape of ionizing photons
我们分析了一个引力透镜星系的光谱，被称为朝阳弧，这是泄漏电离光子，也被称为莱曼连续体（LyC）。由于引力透镜的放大作用，星系在空间上被分解为两个区域，一个区域泄漏电离光子，另一个区域不泄漏。来自麦哲伦的静止帧紫外和光学光谱沿着透镜弧瞄准十个不同的区域，包括六个LyC泄漏区域的多重图像，以及四个不显示LyC发射的区域。电离光子发射区的静止坐标系光谱揭示了蓝移（$ΔV$ =27 km s $^{-1}$）宽发射分量（FWHM=327 km s $^{-1}$），包括总[OIII]线通量的55%，除了一个窄分量（FWHM = 112 km s $^{-1}$），表明存在强的高度电离的气体流出。这是一致的高速电离流出推断从静止帧紫外光谱。相比之下，宽发射分量在非泄漏区域中不太突出，包括总[OIII]线通量的$\sim$ 26%。高电离吸收线在泄漏器和非泄漏器中都是突出的，但低电离吸收线在泄漏器中非常弱，这表明视线气体在泄漏器中是高度电离的。对恒星风特征的分析表明，LyC泄漏区域的恒星星族（$\sim$ 3百万年）比非泄漏区域（$\sim$ 12百万年）年轻得多，这突出表明年轻恒星的恒星反馈可能在电离光子逃逸中发挥重要作用。
2022-10-20 astro-ph.GA
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 fraction of faint galaxies at z~3.3 in the CANDELS/GOODS-North, EGS, and COSMOS fields with LBC
宇宙的再电离是当今天体物理学研究的重要课题之一。再电离过程最可能的候选者是恒星形成星系，根据大多数理论和半解析模型的预测，它们应该在z~3处的HI电离背景中占主导地位。我们的目标是测量莱曼连续谱逃逸分数，这是计算恒星形成星系的紫外背景的贡献的关键参数之一。我们利用CANDELS/GOODS-North场LBC/LBT超深U波段成像（U=30.2mag，1 sigma），以及COSMOS和EGS场的深成像，估算了69个光谱红移在3.27<z<3.40到微弱星等极限（L=0.2L*，或相当于M1500~-19）的恒星形成星系的莱曼连续谱逃逸分数。我们已经通过叠加测量了来自亮星系（L>L*）的HI电离光子的相对逃逸分数的严格上限（在1 σ时<1.7%），而对于暗星系（L=0.2L*），逃逸分数的极限为~ 10%。我们计算了恒星形成星系对观测到的z~3紫外背景的贡献，发现在这些红移下，不足以保持宇宙电离，除非它们的逃逸分数在低光度（M1500>-19）下显著增加（>10%）。我们比较了我们的结果与最近的估计在文献中的高z星系的莱曼连续逃逸分数，并讨论了未来的前景，揭示了黑暗时代的结束。在未来，强引力透镜将是测量莱曼连续谱逃逸分数的基础，直到用现有的仪器无法在空白场中测量到的微弱量级（M1500~-16）。
2017-03-01 astro-ph.GA
Lyman-alpha spectral properties of five newly discovered Lyman continuum emitters
我们最近报道了五个低红移莱曼连续谱（LyC）发射体的发现（LCE，下文），绝对逃逸分数fesc（LyC）范围为6%至13%，高于先前发现的，我们利用这些观测结果来检验理论上关于莱曼-α（Lya）特征之间联系的预测。从星系和电离光子的逃逸线。我们分析了八个LCE的本地宇宙观测与宇宙起源光谱仪上的哈勃太空望远镜（我们的五个泄漏和三个星系从litterature）的Lya光谱，并比较它们的强度和形状的理论标准和比较样本的本地星系：莱曼阿尔法参考巡天，莱曼打破类似物，豌豆，和高红移强LyC泄漏离子2。我们的LCE被发现是强的Lya发射体，具有高的等效宽度，EW（Lya）> 70 μ m，和大的Lya逃逸分数，fesc（Lya）> 20%。的Lya配置文件都是双峰与一个小的峰分离，与我们的理论预期一致。他们在Lya位置也没有潜在的吸收。所有这些特征都与本地宇宙中典型的恒星形成星系的Lya性质非常不同。比较样本的一个子集（2-3个绿豌豆星系）共享这些极端值，表明它们也可能泄漏。我们还发现，恒星形成率的表面密度和逃逸分数的电离光子之间的强相关性，表明恒星形成区域的紧凑性在塑造低柱密度路径的LCEs的星际介质中发挥了作用。LCE的Lya性质是独特的：Lya可以作为LyC逃离星系的可靠示踪剂，补充文献中提出的其他间接诊断。
2016-09-12 astro-ph.GA
Effect of ionizing photon escape fraction in faint galaxies on modeling reionization history of the universe
本文利用星系形成模型研究暗弱星系电离光子逃逸分数对宇宙氢再电离历史的影响，发现暗弱星系贡献和 f_esc 的假设是再电离建模的主要不确定性来源。
2025-11-10 astro-ph.GA
Inferring the HII region escape fraction of ionizing photons from infrared emission lines in metal-poor star-forming dwarf galaxies
通过对邻近星系中电离光子的ISM孔隙度进行定量分析，可以加深我们对导致莱曼连续统光子从星系中泄漏的机制的理解。具有低金属和尘埃含量的原始星系已被证明比其高金属含量的对应物具有更大的斑块和多孔的ISM。这种特殊的结构在多大程度上有助于电离光子的泄漏仍有待定量研究。为了解决这些问题，我们建立了一个精细的网格模型，包括密度有界的区域和X射线源的可能贡献。使用MULTIGRIS，一个新的贝叶斯代码的基础上Monte Carlo抽样，我们结合模型作为部门在各种假设下提取的概率密度分布的参数和推断相应的逃逸分数从H II区域（fesc，HII）。我们应用这个新的代码的样本39个著名的本地恒星爆发矮星系的矮星系调查。我们证实了以前的结果暗示在低金属丰度星系的ISM电离光子的孔隙度增加，并提供，第一次，定量预测fesc，HII。预测的fesc，HII的低金属量的对象跨越一个大范围的值，高达60%，而更多的金属丰富的星系推导出的值是全球较低。我们还研究了逃逸分数的其他参数的影响，并发现特定的恒星形成率最好的相关性与fesc，HII。最后，我们提供了观测的线比，可以用来作为示踪剂的光子逃离密度有界的区域。虽然这种多部门建模仍然过于简单，无法完全捕捉ISM的复杂性，但它可以用于预选星系样本，根据当前和即将到来的光谱数据，在未解决的本地和高红移星系的调查电离光子的潜在泄漏。
2022-08-09 astro-ph.GA
The Lyman Continuum Escape Fraction of Low-Mass Star-Forming Galaxies at z~1
到目前为止，还没有观测到中等红移z~1恒星形成星系的莱曼连续辐射。我们结合HST棱镜光谱与GALEX紫外和地面光学成像扩展搜索逃逸莱曼连续谱的z~1低质量，中等恒星形成星系的大样本（~600）最初选择的H $α$发射。来自填充该参数空间的SFG的LyC特征逃逸分数仍然受到以前调查的弱约束，但这些微弱的SFG被认为在高红移（z>6）的星系际介质（IGM）中中性氢的再电离中起着重要作用。我们没有明确检测到从该$z\sim1$样品逃逸的LyC辐射，个别未检测到限制绝对莱曼连续体逃逸分数，$f_{esc}$ <2.1%（3 $σ$）。我们测量的上限$f_{esc}$ <9.6%的SFG选择高H $α$等效宽度（EW> 200欧姆），这被认为是高红移的再电离源的密切类似物。作为参考，我们还提出了一个发射率加权逃逸分数，这是有用的测量SFG的z~1电离紫外背景的一般贡献。在讨论中，我们考虑了这些中间红移约束对星系际介质中氢在高红移（z > 6）处再电离的影响。如果我们假设我们的$z\sim1$ SFG，我们测量这个发射率加权$f_{esc}$，是类似的高红移源的再电离，我们发现是很难调和的微弱（M $_{UV}<-13$）SFG的再电离与低逃逸分数（$f_{esc}<$ 3%），从独立的高红移观测的约束。如果$f_{esc}$随红移而演化，则SFG的再电离可能与普朗克的观测结果一致。
2015-12-13 astro-ph.GA
Determining the escape fraction of ionizing photons during reionization with the GRB derived star-formation rate
在分析星系再电离时代和早期星系形成的过程中，逃逸出宿主星系并因此能够吸收星系间介质（IGM）中氢的电离光子的比例是一个关键参数。再电离历史的研究通常会受到高红移星系将质量转化为恒星的效率和电离光子逃逸分数之间的未知值的简并。最近的伽马射线暴（GRB）测量的恒星形成率密度在再电离提供了第一个机会，打破这种简并。我们面对一个半解析模型与GRB衍生的恒星形成率，以及观测的Ly-alpha森林和CMB的再电离。假设在恒星形成星系中产生的紫外光子主导再电离过程，我们证明了对于我们的基准模型，来自高红移星系的电离光子的逃逸分数为~5% [log（f_esc）=-1.35+/-0.15（68%）]。该值相对于建模中的不确定性是相当稳定的，包括辐射反馈的实施、演化逃逸分数的可能性以及IMF的未知形状，这些因素对逃逸分数值的额外系统不确定性的贡献总计约为0.2 dex。
2009-08-03 astro-ph.CO astro-ph.GA
The Lyman Continuum Escape and ISM properties in Tololo 1247-232 - New Insights from HST and VLA
中低质量星系被广泛认为是造成$z\sim10-6$红移再电离的原因。然而，星系泄漏电离辐射（莱曼连续体; LyC）的观测证据是目前正在进行的挑战，LyC发射候选者的名单仍然很短。Tololo 1247-232是最近报道的极少数泄漏星系之一。我们使用哈勃太空望远镜上的宇宙起源光谱仪（COS）进行了中分辨率紫外（UV）光谱分析，并确认了Tololo 1247-232的电离辐射。采用改进的数据处理方法，我们发现LyC从中央星团中逃逸，逃逸率仅为1.5 $\pm$ ~ 0.5%，是迄今为止该星系的最低值。我们进一步利用Si II和Si IV的FUV吸收线作为中性和电离星际介质的探测器。我们发现，大部分的ISM气体是电离的，可能有利于LyC逃逸密度有界的区域。用视光学深度法导出了中性气体覆盖率与视速度的函数关系。ISM被发现是足够的clueless，支持直接逃逸的LyC光子。我们进一步报告宽带紫外和光学连续成像以及窄带成像的赖氨酸$α$，H $α$和H $β$。利用恒星布居合成方法，得到Ly $α$逃逸分数为8%。我们还进行了VLA 21 cm成像。氢的超精细跃迁没有被检测到，但可以推导出$\lesssim10^9 M_{\odot}$的深上限原子气体质量。定义为$\frac{M_{H I}}{M_*}$的上限气体分数仅为20%。有证据表明，H I气体晕是相对较小的相比，其他莱曼α发射体。
2017-04-19 astro-ph.GA
Flux sensitivity requirements for the detection of Lyman continuum radiation drop-ins from star-forming galaxies below redshifts of 3
利用GALEX和VIMOS-VLT深度巡天的特征紫外光度（$L^{*}_{1500(1+z)}$）估算了恒星形成星系逃逸电离辐射的通量，并给出了其与红移和逃逸分数的函数关系。这些估计为仪器和观测策略的设计提供了指导，无论是光谱还是光度，都试图检测LyC逃逸恒星形成星系的红移$ z < 3$。给出的例子涉及的绝对逃逸分数（$f^{e}_{LyC}$）的电离光子，集成在整个极端紫外（EUV）带通，相对逃逸分数（$f^{e}_{900}$）观察到的电离边缘在911.8欧姆作为HI，HeI和HeII柱密度的函数。我们发现，对于$\log{N_{HI}(cm^{-2})} \gtrsim 17.0$，$f^{e}_{LyC}$显著大于$f^{e}_{900}$。在静止坐标系EUV中探测LyC“落入物”将为确定电离光子$f^{e}_{LyC}$的积分分数提供增强的保真度，这些电离光子$f^{e}_{LyC}$逃离恒星形成星系并有助于元星系电离背景。
2017-09-04 astro-ph.GA
