Faint Lyman-Break galaxies as a crucial test for galaxy formation models
最近的研究表明,LambdaCDM宇宙学中的星系形成模型预测,与观测到的种群相比,小星系(恒星质量< 10^{11} M_sun)形成得太早,自z ~ 3开始过于被动,并且在z=0时拥有太老的恒星星族。然后,我们预计在z > 4的小星系的过度生产,应该是可见的微弱莱曼破裂星系的过剩。为了检查是否存在这种过剩,我们使用MORGANA星系形成模型和GRASIL分光光度+辐射转移代码生成模拟目录的深场观测HST-ACS。我们加入观测噪声和莱曼α发射的影响,并进行颜色的颜色选择,以确定莱曼破裂星系。由此产生的模拟候选者具有与观察到的星系非常相似的合理属性。我们能够重现明亮的尾巴的亮度函数的莱曼break星系的演变(与最亮的i-辍学的数量可能低估),但尘埃吸收参数的不确定性和退化不允许给强有力的约束模型。此外,我们的模型显示了一个明显的过剩相对于观测的暗淡莱曼break星系,特别是z_{850} ~ 27 V-dropout在z ~ 5。我们量化这些“多余”星系的属性,并讨论其含义:这些星系托管在暗物质晕的圆速度超过100 km s^{-1},和他们的抑制可能需要深刻的重新思考恒星反馈过程发生在星系形成。
2009-06-26 astro-ph.CO
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
Spitzer UltRa Faint SUrvey Program (SURFS UP). II. IRAC-Detected Lyman-Break Galaxies at 6 < z < 10 Behind Strong-Lensing Clusters
本文研究了斯皮策UltRa微弱巡天计划(SURFS UP)中IRAC探测到的$6 \lesssim z \lesssim 10$星系候选者的恒星布居特性。使用Lyman Break选择技术,我们在$6 \lesssim z \lesssim 10$和$S/N \geq 3$中发现了16个新的候选星系,它们至少位于IRAC $3.6μ$ m和$4.5μ$ m波段之一。根据所调查星系团的最佳质量模型,这些IRAC探测到的星系候选者被$\sim 1.2$ -$5.5$的因子放大。我们发现IRAC探测到的$6 \lesssim z \lesssim 10$样本可能不是一个均匀的星系群:有些是相对大质量的(恒星质量高达$4 \times 10^9\,M_{\odot}$)和演化(年龄$\lesssim 500$ Myr)星系,而另一些则是质量较小的($M_{\text{stellar}}\sim 10^8\,M_{\odot}$)和非常年轻的($\sim 10$ Myr)星系,具有强大的星云发射线,增强了它们的静止帧光通量。我们从Keck DEIMOS光谱中识别出样品中的两个Ly $α$发射体,一个在$z_{\text{Ly}α}=6.76$(在RXJ 1347中),一个在$z_{\text{Ly}α}=6.32$(在MACS 0454中)。我们表明,IRAC $[3.6]-[4.5]$颜色…
2016-01-05 astro-ph.CO astro-ph.GA
Star Formation Rate and Extinction in Faint z~4 Lyman-Break Galaxies
本文报道了一个微弱的z~4 Lyman-break星系(LBG)1.5GHz射电连续辐射的统计探测结果。LBG是高红移恒星形成历史的关键示踪物,也是早期宇宙中电离星系际介质的紫外光子的重要来源。为了更好地约束高红移LBG的消光和内禀恒星形成率(SFR),我们结合了最新的超深Karl G。Jansky甚大阵列1.5 GHz无线电图像和哈勃空间望远镜高级巡天相机(ACS)在大天文台的光学图像起源深巡天-北。利用$\bband$ -dropout颜色准则,从ACS星表中选取了1771个z~4长周期光栅的大样本.我们的LBG样品具有$\iband$ ~25-28(AB),在z~4处比M*_UV弱~0-3个量级。在我们的叠加射电图像中,我们发现LBG在2”角分辨率下呈点状。我们通过堆叠单个物体上的测量值来测量它们的平均1.5 GHz通量。我们首次在z~4的微弱LBG群体上在~3 σ处实现了$S_{1.5GHz}$ =0.210+-0.075 μ J y的统计检测。该测量考虑了源大小和多个对象的混合的影响。通过叠加LBG的无线电图像来视觉确认检测,并且利用无线电图像上的蒙特卡罗模拟来量化不确定性。叠加的射电通量对应于16.0+-5.7 M/yr的内禀SFR,是由静止帧紫外连续光度导出的SFR的2.8倍。这个因子为2.8,与使用meurer 99的本地校准从所观察到的紫外连续光谱斜率导出的消光校…
2014-07-24 astro-ph.CO astro-ph.GA
LYRA ultra-faints: The emergence of faint dwarf galaxies in the presence of an early Lyman-Werner background
LYRA模型研究早期里曼-韦纳背景对矮星系形成的影响,发现LWB强度影响星系质量-晕质量关系,较弱LWB导致平缓关系,较强LWB在特定质量处出现转折。
2025-11-26 astro-ph.CO astro-ph.GA
A Faint Flux-Limited Lyman Alpha Emitter Sample at $z\sim0.3$
我们提出了一个通量限制的样品$z\sim0.3$ Ly $α$发射体(LAEs)银河演化探测器(GALEX)的棱镜光谱数据。已公布的GALEX $z\sim0.3$ LAE样本是从连续亮天体中预先选择的,因此对高等效宽度(EW)LAE有偏见。我们删除了这个连续预选和计算EW分布和亮度函数的Ly $α$发射线直接从我们的样品。我们研究了这些量从$z\sim0.3$到$2.2$的演化,发现EW分布在这个红移范围内几乎没有演化的证据。如先前的研究所示,来自恒星形成星系的Ly $α$光度密度随着红移的下降而迅速下降。然而,我们发现,从$z=2.2$到$z=0.3$的Ly $α$光度密度的下降可能只是反映了从$z=2.2$到$z=0.4$的H $α$光度密度的下降,这意味着体积Ly $α$逃逸分数的变化很小。最后,我们表明,从活动星系观测到的Ly $α$光度密度是可比的恒星形成星系在$z=0.3$观测到的Ly $α$光度密度。我们认为活动星系核对观测到的Ly $α$光度密度的显著贡献持续到$z\sim2.2$。
2017-09-18 astro-ph.CO astro-ph.GA
Lyman-α Emitters in the context of hierarchical galaxy formation: predictions for VLT/MUSE surveys
VLT多单元光谱探测器(MUSE)积分场摄谱仪可以均匀地探测红移范围为$2.8 \lesssim z \lesssim 6.7$的Lyα发射体(LAE)。正在进行的MUSE调查将特别探测目前窄带调查通常错过的微弱Lyα源。我们提供了一个典型的婚礼蛋糕观测策略与MUSE的基础上产生的模拟目录的半解析模型的星系形成耦合到气体流出的数值Lyα辐射传输模型的定量预测。我们预计在$\approx$ 100 arcmin $^2$上进行的典型浅场(SF)调查中,$\approx$ 1500个明亮LAE($F_{Lyα}$ $\gtrsim$ $10^{-17}$ erg s $^{-1}$ cm $^{-2}$),在$\approx$ 10 arcmin $^2$上进行的中深场(SF)调查中,$\approx$ 2,000个源与$10^{-18}$ erg s $^{-1}$ cm $^{-2}$一样微弱。在一次典型的1弧分$^2$深场巡天中,我们预测将发现$\approx$ 500个极暗LAEs($F_{Lyα}$ $\gtrsim$ $4 \times 10^{-19}$ erg s $^{-1}$ cm $^{-2}$),我们的结果表明,微弱的Lyα源对宇宙Lyα光度和SFR收支有重要贡献。虽然明亮LAEs的宿主晕在z $\approx$ 3和6有后代的中位质量分别为$2 \times …
2015-11-17 astro-ph.CO astro-ph.GA
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
A Search for Missing Radio Sources at $z\gtrsim4$ Using Lyman Dropouts
使用莱曼辍学技术,我们确定了148个候选射电源在$z \gtrsim 4 - 7$从887.5 MHz的澳大利亚平方公里阵列探路者(ASKAP)观测的GAMA 23字段。目前已知约有112个射电源超过红移$z\sim4$。然而,模拟预测,在这个红移范围内存在着数十万个射电源,其中许多可能在现有的射电目录中,但没有测量到红移,要么是因为它们的光学发射太微弱,要么是因为缺乏可以识别候选高红移射电源(HzRS)的技术。我们的研究使用Lyman Dropout搜索技术解决了这些问题。由于ASKAP的灵敏度,这个新建造的样品探测的射电光度比已知的放射性活动星系核(AGN)在类似的红移下要暗1-2个数量级。我们调查的物理起源的无线电发射在我们的样品中使用一组诊断:(i)在1.4 GHz的无线电光度,(ii)1.4 GHz的3.4 $μ$ m通量密度比,(iii)远红外检测,(iv)智慧的颜色,(v)SED建模。射电/红外分析表明,在我们的样品的887.5 MHz的通量密度分布的微弱和明亮的一端的射电发射的大部分来自活动星系核活动。此外,我们的样品中的$\sim10\%$被发现具有250 $μ$ m的检测,表明复合系统。这表明一些高$z$射电活动星系核是由SB星系承载的,而低$z$射电活动星系核通常是由静止的椭圆星系承载的。
2022-11-13 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
The impact of faint AGN discovered by JWST on reionization
本研究利用ATON-HE代码模拟JWST发现的暗弱AGN对再电离的贡献,结果表明适度AGN贡献符合Lyman-α森林数据,而AGN主导情景难以调和。
2025-08-20 astro-ph.CO astro-ph.GA
Surface Brightness Profile of Lyman-$α$ Halos out to 320 kpc in HETDEX
利用Hobby-Eberly望远镜暗能量实验(HETDEX)的早期观测数据,计算了968个Lyman-$α$发射星系(LAEs)在红移$1.9<z<3.5$处的中层叠加Lyman-$α$表面亮度剖面。选定的LAE是高置信度的Lyman-$α$探测,具有在良好的视宁度条件下观察到的大信噪比(点扩散函数半峰全宽$<1.4"$),不包括活动星系核(AGN)。LAE的Lyman-$α$光度为$10^{42.4}-10^{43}\, \mathrm{erg}\, \mathrm{s}^{-1}$ .我们在从周围的莱曼- $α$晕到$r\simeq 160$千秒差距(物理)的$(3.6\pm 1.3)\times 10^{-20}\,\mathrm{erg}\,\mathrm{s}^{-1}\,\mathrm{cm}^{-2}\,\mathrm{arcsec}^{-2}$水平上,在中层堆叠径向剖面中探测到微弱的发射。在$r<80\,\mathrm{kpc}$上的中值堆积径向轮廓的形状与用多单元光谱探测器(MUSE)在$3<z<4$上观察到的更暗的LAEs的形状一致,表明中值堆积的莱曼- $α$轮廓在红移$2<z<4$上具有相似的形状,并且在莱曼- $α$光度的$10$的因子上具有相似的形状。虽然我们同意$r<80\,\mathrm{kpc}$的MUSE样品的结果,但我们将轮廓半径扩展了两倍。在…
2022-03-09 astro-ph.CO astro-ph.GA
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
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
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
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
Physical Properties of Spectroscopically-Confirmed Galaxies at z >= 6. I. Basic Characteristics of the Rest-Frame UV Continuum and Lyman-alpha emission
我们提出了深HST近红外和斯皮策中红外观测的大样本的光谱确认的星系在z >= 6。该样本由51个位于z ~ 5.7、6.5和7.0的莱曼α发射体(LAE)和16个位于5.9 < z < 6.5的莱曼破裂星系(LBG)组成。近红外图像主要由WFC 3在F125 W和F160 W波段获得,中红外图像由IRAC在3.6um和4.5um波段获得。我们的星系也有斯巴鲁Suprime-Cam的深层光学成像数据。我们利用多波段数据和安全的红移来推导它们的静止系紫外性质。这些星系有陡峭的紫外线连续斜率,大约在beta ~ -1.5和-3.5之间,平均值为beta ~-2.3,比以前研究中的长周期星系的斜率略陡。除了少数最亮的星系外,斜率几乎不依赖于紫外连续光度。我们发现在β ~-3附近有大量的斜率的星系,这表明存在着非常年轻的恒星星族,它们的金属丰度和尘埃含量都非常低。我们的星系具有中等强度的静止坐标系莱曼α等效宽度(EW),在~10到~200 μ m的范围内。恒星的形成速率也很适中,每年从几个太阳质量到几十个太阳质量不等。该样品中的LAE和LBG具有许多共同的性质,这意味着LAE代表具有强莱曼α发射的LBG的子集。最后,LAEs和LBG之间的紫外光度函数的比较表明,存在大量具有弱莱曼α发射(EW < 20 Å)的暗弱星系,这可能是z >= 6处总电离通量的主要贡献。
2013-06-04 astro-ph.CO
A redshift survey of the nearby galaxy cluster Abell 2199 : No upturn of the faint-end slope of galaxy luminosity function
Seoul National University(首尔大学);Chungnam National University(忠南国立大学)
研究通过补充数据确定阿贝尔2199星系团内星系的光度函数,发现微弱端斜率与邻近星系团及模拟结果一致,驳斥了此前关于星系团微弱端斜率上升的结论。
2026-03-24 astro-ph.CO
The blue UV slopes of z~4 Lyman break galaxies: implications for the corrected star formation rate density
我们计划通过引入一种新的,更可靠的方法来选择和表征它们的UV斜率β分布,使用HST的深红外图像来分析Lyman Break Galeries(LBG)中的尘埃消光。我们利用GOODS-South上空ERS和HUDF场的深WFC 3 IR观测,结合HST-ACS光学数据,通过新的(B-V)与(V-H)色图来选择z~4 LBG。选定的星系的紫外线斜率是鲁棒地确定了一个线性拟合在其观察到的I,Z,Y,J的幅度,与原来的定义β一致。相同的拟合用于通过简单的插值来确定它们的静止帧UV幅度M1600。我们估计的观测不确定性的影响,我们还利用,在参数最大似然法,约束的概率密度函数的UV斜率PDF(β)作为一个函数的休息帧幅度的详细模拟。我们发现142和25个强大的LBG在ERS和HUDF领域分别,限制我们的样本S/N(H)>10对象。我们新定义的标准改进了z~4长周期星系的选择,并允许我们排除低红移的红色闯入者,特别是z~3-3.5天体。我们发现z~4 LBG的特征是蓝色的UV斜率,这表明尘埃消光较低:所有L<L* 星系的平均UV斜率<beta>为\simeq-2.1,而较亮的天体仅略红(<beta>-1.9)。我们发现PDF(beta)在所有量级上的固有色散约为0.3。根据这些估计值修正后的z~4处的SFRD结果低于之前的结果:log(SFRD)\simeq -1.09 M_sun/yr…
2012-01-26 astro-ph.CO
A measurement of the Lyman-beta forest power spectrum and its cross with the Lyman-alpha forest in X-Shooter XQ-100
莱曼α森林是大尺度结构探测器,我们似乎对最高波数进行了建模控制。这使得莱曼-α森林对于限制暗物质的热度和再电离过程的时间具有极大的意义。然而,标准的统计量,莱曼α森林功率谱,是无法强烈约束IGM的温度-密度关系,这种能力进一步限制了如何以及其他高波数敏感参数可以约束。为了打破这些简并,我们测量了莱曼β森林的功率谱及其与同时代莱曼α森林的互相关性,使用VLT/X-Shooter XQ-100 Legacy Survey中z=3.5-4.5的100个类星体的光谱,其动机是莱曼β过渡的较小吸收截面,使其对相对于莱曼α过渡的较高密度敏感。我们的推论,从这个测量的IGM温度密度关系似乎闩锁一致到最近紧低红移莱曼α森林的限制。z=3.4-4.7的趋势,我们发现使用莱曼-α $-$莱曼-β交叉相关表明,随着红移的减少,温度-密度关系的斜率变平。这是预期的趋势,从正在进行的氦II再电离,有足够的时间达到渐近温度密度斜率后,氢再电离完成。此外,我们的测量提供了一个一致性检查IGM模型,解释莱曼-阿尔法森林,与交叉相关免疫系统学是不相关的两个森林之间,如金属线污染。
2021-10-15 astro-ph.CO
Modelling the fraction of Lyman Break Galaxies with strong Lyman alpha emission at 5 < z < 7
我们提出了理论结果的预期分数的莱曼Break镓(LBG)被检测为强莱曼α发射体(LAEs)的红移范围5 < z < 7。我们的分析基于20亿粒子SPH模拟MareNostrum High-z宇宙。我们近似的静态尘埃板的星系与一个额外的cluerous尘埃分布影响恒星星族年龄小于25百万年。莱曼α逃逸分数的模型是基于我们的蒙特卡罗辐射转移代码(MATERA)的平板配置的结果。我们还固定通过星系际介质的莱曼α光子的传输到一个恒定的值为50%,在所有的红移。根据该模型的结果,我们计算xLya,即莱曼α等效宽度(EW)大于50埃的莱曼破裂Galerkin的分数。我们发现在4.5 < z < 6时与观测数据非常一致。对于明亮的(-22 < MUV < -20.5)和暗淡的(-20.5 < MUV < -18.5)星系,我们的模型预测xLya = 0.02 \pm 0.01和xLya = 0.47 \pm 0.01,而观测者报告xLya = 0.08 \pm 0.02和xLya = 0.47 \pm 0.16分别。在红移z \sim 7处的消光模型的附加演化,将透射的莱曼α辐射的强度降低了f_T = 0.4的因子,以匹配z \sim 6.5处的LAE光度函数,自然地为最近报道的z > 6.3处的xLya分数提供了良好的匹配。探索不同的玩具模型的莱曼α逃逸分数,我们表明,随着紫外线星系光度的增加…
2011-09-01 astro-ph.CO
Lower-Luminosity Galaxies could reionize the Universe: Very Steep Faint-End Slopes to the UV Luminosity Functions at z>=5-8 from the HUDF09 WFC3/IR Observations
HUDF 09的数据是有史以来最深的近红外观测,达到29.5马格。亮度函数(LF)从这些新的HUDF 09数据的132 z \sim 7和z \sim 8星系结合新的LF z \sim 5-6星系和更早的z \sim 4 LF达到非常微弱的限制(<0.05 L*(z=3))。弱端斜率α较陡:-1.79+/-0.12(z \sim 5)、-1.73+/-0.20(z \sim 6)、-2.01+/-0.21(z \sim 7)和-1.91+/-0.32(z \sim 8)。斜率α \lesssim -2导致正式发散的紫外线通量,虽然星系预计不会形成低于\sim -10 AB MAG。这些结果有重要的影响再电离。z \sim 6-8处的加权平均斜率为-1.87+/-0.13。对于如此陡峭的斜率,以及-10 AB等的微弱极限,星系提供了非常大的紫外电离光子通量。虽然目前的结果表明,星系可以通过z \sim 6来恢复宇宙,但匹配汤姆逊光学深度更具挑战性。外推当前LF演化到z>8,取α为-1.87+/-0.13(z \sim 6-8处的平均值),并采用典型参数,我们得到汤姆逊光学厚度为0.061 - 0.006}^{+0.009}。然而,如果暗端斜率α不随红移而保持恒定,这个结果就会改变。我们检验了这一假设,发现了一个微弱的,虽然不确定的,在早期的斜率更陡的趋势(dalpha/dz \sim…
2012-05-29 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
The Evolution of the Rest-frame V-band Luminosity Function from z=4: A Constant Faint-end Slope over the Last 12 Gyr of Cosmic History
我们给出了0.4<z<4.0时星系的静止坐标系V波段光度函数(LF),该光度函数是从NMBS、FIRES、FIREWORKS以及HDFN、HUDF和GOODS-CDFS中的超深NICMOS和WFC 3观测中选取的近红外样本中测量的,这些观测都具有高质量的光学到中红外数据。这个独特的样本以自洽的方式结合了来自大范围深度和区域的调查数据,使我们能够(1)最大限度地减少宇宙方差引起的不确定性;(2)同时以前所未有的精度在目标红移范围内限制明亮和暗淡的末端,在z~3.9处探测LF下降到0.1 L*。我们发现:(1)暗端相当平坦,从z=4开始有一个恒定的斜率,α = -1.27 +/-0.05:(2)特征星等从z~3.7到z=0.1变暗了1.3等;(3)特征密度从z~3.7到z=0.1增加了约8倍,其中从z~4到z~1.8增加了50%;(4)亮度密度在z~1-1.5处达到峰值,从z=4.0到z~1-1.5增加约4倍,随后到z=0.1时减小约1.5倍。我们没有发现任何证据表明红移到z=4时暗端斜率变陡,这与以前的观测结果和理论预测相反。恒定的暗端斜率表明恒星反馈的效率可能会随着红移而变化。替代的解释进行了讨论,如不同质量的晕托管微弱的星系在低和高的红移和/或环境的影响。
2012-01-30 astro-ph.CO
A z=3.045 Lyman alpha emitting halo hosting a QSO and a possible candidate for AGN-triggered star-formation
本文是关于z ~ 3处扩展的非对称莱曼α辐射源的性质的系列文章的第三篇,我们报道了在一次超深、盲、光谱长缝巡天中,在一个红移为3.045的类星体周围发现了一个莱曼α辐射晕。类星体是一个先前已知的、被遮蔽的活动星系核。晕看起来沿着狭缝的方向延伸,在类星体的投影上显示出两个相隔17千秒差距的微弱斑块。二维光谱与档案HST ACS图像的比较表明,这些补丁符合空间发射从一个特殊的,哑铃形,暗淡的星系。假设莱曼α发射补丁起源于星系和星系的物理关系的类星体是在方差与光度估计的星系红移。然而,我们发现,在类星体的红移非常年轻的恒星的人口可能适合现有的休息框架宽波段紫外光度的星系。如果这种假设是正确的,那么星系的对称性和莱曼α辐射,类星体莱曼α辐射的延伸方向,以及可能存在的年轻恒星星族在一个(短命的)活动星系核附近表明,这可能是活动星系核反馈触发外部恒星形成的一个例子。
2013-02-11 astro-ph.CO
The Faint End of the Luminosity Function and Low Surface Brightness Galaxies
SHELS(Smithsonian Hectospec Lensing Survey)是一个密集的红移巡天,覆盖4平方度的区域,限制R = 20.6。在星系表的建立和光谱目标的获取中,我们特别注意了低表面亮度矮星系的观测完整性。因此,虽然观测范围很小,但它是计算星系光度函数暗端斜率到极限M_R = -13.3 +5logh的可靠基础。本文计算了红移在0.02 <= z < 0.1,SHELS_{0.1}范围内的SHELS星系子集在R波段的暗端斜率。该样本包含532个R< 20.6的星系,其表面亮度中值在半光半径SB_{50,R} = 21.82 mag arcsec^{-2}内。我们用这个样本对星系光度函数的暗端对表面亮度的依赖性进行了为数不多的直接测量。对于整个样品,暗端斜率α = -1.31 +/- 0.04,与Blanton等人(2005 b)对SDSS的分析和Liu等人(2008)对COSMOS场的分析一致。考虑到这三项调查的方法非常不同,这种一致性令人印象深刻。一个包含135个星系的有限星等样本,其光谱红移平均为半光表面亮度,SB_{50,R} >= 22.5等角秒^{-2}是SHELS_{0.1}所独有的。弱端斜率为alpha_{22.5} = -1.52+/- 0.16。SHELS_{0.1}表明,较低的表面亮度的对象占主导地位的亮度函数在现场的暗端斜率,强调的重要性…
2012-03-09 astro-ph.CO
Deep UV Luminosity Functions at the Infall Region of the Coma Cluster
我们已经使用深GALEX观测后发座星系团的落区测量最微弱的紫外光度函数(LF)提出了一个丰富的星系团迄今。在GALEX的EUV和NUV波段上测量到后发座的紫外LF值为-10.5,比以前的研究暗3.5等,首次达到后发座矮早型星系群。Schechter暗端斜率(在两个GALEX波段中α = -1.39)比以前的后发座UV LF研究报告的要浅,这是因为在暗星等下LF更平坦。一个高斯加谢克特模型提供了一个稍微好一点的参数化的紫外线LF导致在两个GALEX波段的一个弱端斜率~ -1.15。两个组件模型给出了弱端斜率小于-1(营业额)的LF分别构建被动和恒星形成星系。由于后发座中恒星质量低于M*=10^8 Msun的矮星形成星系的不足,恒星形成星系的紫外LF在M_UV ~-14处出现了一个周转。一个类似的营业额被确定在最近的紫外线低频测量室女座室女星系团团表明这可能是一个共同的特点,本地星系团,而外地紫外线低频继续上升微弱的幅度。我们没有发现多余的被动星系,如果失踪的矮恒星形成星系在星系团内部淬火,那么就可以预期。事实上,矮被动星系和恒星形成星系的LF在微弱的星等上显示出相同的周转率。我们讨论了可能的起源失踪的矮恒星形成星系后发座和它们的预期性能的基础上比较本地场星系。
2011-10-19 astro-ph.CO astro-ph.GA
Reproducing the Kinematics of Damped Lyman-alpha Systems
我们研究了阻尼莱曼α系统(DLAs)的运动学结构的一系列宇宙学流体动力学模拟使用AREPO代码。我们能够匹配相关的低电离金属吸收剂的速度宽度的分布,大大优于早期的工作。我们的模拟产生了一个人口的DLAs为主的晕维里速度约70公里/秒,符合图片相对较小,微弱的物体。此外,我们再现了所观察到的速度宽度和金属丰度之间的相关性和Si II的等效宽度分布。仍然存在一些中等统计意义的差异;我们的光谱中有太多的吸收集中在轮廓的边缘,并且速度宽度分布的确切形状略有不同。我们表明,与以前的工作相比,改进主要是由于我们从恒星形成的强烈反馈和我们对金属电离态的详细建模。
2015-01-07 astro-ph.CO astro-ph.GA
Faint AGN in z>~6 Lyman-break Galaxies Powered by Cold Accretion and Rapid Angular Momentum Transport
我们发展了一个适用于高红移星系星际介质的辐射压力平衡模型,该模型描述了z>~6时星系形成的许多方面,包括恒星的形成速率和分布以及气体在中心黑洞上的吸积。我们首先证明了在这样一个模型的磁盘中的垂直引力是由磁盘的自引力支持的电离星光对气体的辐射压力。约束我们的模型再现的紫外光度函数的莱曼break星系(LBG),我们限制了可用的参数空间风质量负载因子1- 4倍的规范值动量驱动的风。然后,我们通过探索银盘中不同角动量传输机制的影响来集中研究,并发现由引力矩驱动的吸积,例如来自线性螺旋波或非线性轨道交叉,可以在z=6时建立黑洞质量,与占空比为1的正则M-sigma关系一致,而由局部粘性介导的吸积,例如在α盘中,导致可忽略的BH吸积。这两个引力矩模型产生的X射线辐射从活动星系核(AGN)在高红移LBG超过估计的贡献,从高质量的X射线双星。利用考伊等人最近对钱德拉深部观测的分析,我们已经可以开始排除参数空间中最极端的区域:气体通过圆盘的流入速度必须小于圆盘圆周速度的百分之一,或者活动星系核的X射线光度必须基本上被遮蔽。未来适度深入的观测或更大的样本量将能够探测角动量传输模型和遮蔽几何的更合理范围。
2012-08-03 astro-ph.CO
The Bolometric Quasar Luminosity Function at z = 0-7
在本文中,我们提供了更新的约束条件,从$z=0$到$z=7$的测热类星体光度函数(QLF)。这些限制是基于一个观测汇编,其中包括过去几十年在静止框架IR、B波段、UV、软X射线和硬X射线中的观测。我们的方法遵循Hopkins等人2007年更新的类星体SED模型以及测热和消光校正。新的最佳拟合的测热类星体光度函数在高红移下的行为与Hopkins等人2007年的模型有质的不同。与旧模型相比,在$z\gtrsim 2$处,随着红移的增大,数密度归一化值减小,亮端斜率变陡。由于在暗端的测量很少,所以在$z\gtrsim 5$的暗端斜率是相当不确定的。我们提出了两个模型,一个具有逐渐陡峭的暗端斜率在较高的红移和其他具有浅的暗端斜率在$z\gtrsim 5$。需要对暗端QLF进行进一步的多波段观测,以区分这些模型。的热QLF的演化模式可以解释为早期阶段可能占主导地位的层次组装的结构和后期阶段可能占主导地位的星系淬火。我们探讨了这个模型对类星体电离光子产生、CXB谱、SMBH质量密度和质量函数的影响。预测的类星体贡献的氢光电离率是次主导的再电离的时代,只有在$z\lesssim 3$变得重要。预测的CXB谱、宇宙SMBH质量密度和SMBH质量函数与现有观测基本一致。
2020-05-15 astro-ph.CO astro-ph.GA
Extended and Filamentary Lyman Alpha Emission from the Formation of a Protogalactic Halo at z=2.63
我们报告的观测进一步不对称,扩展莱曼α发射晕z=2.63,从我们的超深,长缝光谱调查微弱的高红移发射器,进行与麦哲伦LDSS 3在GOODS-S领域。Lya发射,超过30千秒差距检测,是空间一致的浓度的星系可见的深宽带成像。虽然这些没有光谱红移的暗淡星系不能确定彼此或与Lya辐射相关,但有许多令人信服的原因可以解释为什么它们很可能在Lya红移处形成银河系晕质量群。一个可能由Lya发射在非常高的等效宽度,和干扰的恒星星族的证据,表明发射区的属性反映了正在进行的星系组装,最近的星系合并和恒星形成发生在该集团。因此,Lya提供了独特的见解,可能是一个关键模式的星系形成在高红移。Lya辐射可能是由冷却辐射或晕中空间扩展的恒星形成提供动力,但不太可能是由AGN或其中一个星系驱动的荧光。辐射的空间分布与典型的Lya辐射源或Lyman break星系的辐射分布有明显的不同,这与这种扩展辐射代表了星系形成过程中的不同阶段的观点是一致的。微弱的,扩展的Lya发射体,如这些可能是较亮的Lya斑点的低质量类似物。我们的观测提供了进一步的间接证据,星系合并可能会促进电离辐射的产生和/或逃逸,相互作用星系的晕可能是再电离时期电离光子的重要来源。
2012-06-12 astro-ph.CO
The Faint End of the Quasar Luminosity Function at z~4
我们进行了一次光谱巡天,寻找红移z=3.8-5.2的微弱类星体(-26.0 < M_{1450} < -22.0),以测量这些早期类星体光度函数的微弱端。利用NOAO深宽视场巡天和深透镜巡天的部分光学成像数据,我们在总面积为3.76 deg^2的区域内获得了颜色选择类星体候选者。30名候选人有R <= 23个弹匣。我们对28个候选天体进行了光谱跟踪,发现了23个类星体,其中21个是首次报道,红移范围为3.74 < z <5.06。我们通过详细的蒙特卡罗模拟估计我们的调查的完整性,并得出第一次测量的类星体的密度在这个星等和红移的间隔。我们发现,分箱光度函数是有点影响K-校正用于计算在1450 A的静止帧绝对星等。仅考虑我们的R <= 23样本,最佳拟合单次幂律(Φ \propto L^beta)给出了弱端斜率beta = -1.6+/-0.2。如果我们考虑我们的更大,但高度不完整的样本变暗一个星等,我们测量到一个更陡的暗端斜率-2 < beta <-2.5。在所有情况下,我们始终发现模糊端斜率比基于z ~ 3处的测量的预期更陡。我们结合我们的样本与明亮的类星体从斯隆数字巡天获得参数的双幂律光度函数。我们的最佳拟合找到了亮端斜率,alpha = -2.4+/-0.2,和暗端斜率,beta = -2.3+/-0.2,没有良好约束的中断光度。这实际上是一个单一的幂律,beta = -2.7…
2009-12-15 astro-ph.CO
Steep Faint-end Slopes of Galaxy Mass and Luminosity Functions at z>=6 and the Implications for Reionisation
我们提出了一个数值研究的结果比较模拟z=6-9星系的观测搭载哈勃太空望远镜的WFC 3仪器的光度和物理性质。利用宇宙流体动力学模拟,我们发现在所有研究的红移与观测在颜色空间的协议。我们还发现,在可观测范围内,Muv<=-18,只要大质量星系存在适度的尘埃消光效应,观测和我们的Schechter光度函数拟合之间有很好的一致性。然而,除了目前所能观测到的,模拟预测了大量的低质量星系,以及从z=6时的alpha_L = -2.15到z=9时的alpha_L = -2.64的急剧演化的暗端斜率,其相关性为|alpha_L| \propto(1+z)^0.59。在同一时期,归一化phi* 增加,特征星等Muv* 随着红移的减小而变得适度明亮。对于低质量端斜率从z=6时的α_M =-2.26到z=9时的α_M = -2.87的星系恒星质量函数,我们发现了类似的趋势,依赖关系为|alpha_M| \propto(1+z)^0.65。结合我们最近关于低质量星系电离光子高逃逸分数的结果,我们的结果表明,低质量星系是电离光子在z>=6时宇宙再电离的重要贡献者。
2011-11-14 astro-ph.CO
The nature and descendants of Lyman-break galaxies in the LambdaCDM cosmology
在Lambda-CDM宇宙学中,我们预测了莱曼破裂星系(LBG)的形成历史、性质和后代。在我们的模型中,它采用了头重脚轻的IMF在星爆,我们发现,大多数LBG的星爆引发的星系合并轻微。预计LBG阶段的持续时间相当短,约为20-60 Myr。我们研究了z=3、z=6和z=10时亮(L_UV > L*_UV)和暗(L_UV > 0.1 L*_UV)LBG的恒星质量和晕质量分布以及形态(其中我们根据它们的静止坐标系UV光度相对于z \approx 3时观测到的特征光度L*_UV来对LBG进行分类)。z=3的明亮LBG的中等恒星质量约为1x10^9 Msun/h,主晕质量约为3x 10 ^{11} Msun/h,并且在恒星质量上通常是温和的盘主导。另一方面,z=10的微弱LBG的中等恒星质量仅为1 × 10^7 Msun/h,主晕质量为2 × 10 ^{10} Msun/h,并且通常以膨胀为主。z=3的明亮LBG演化成现在的星系,其恒星质量中值约为5 x ^{10} Msun/h(与银河系相当),由数量大致相等的盘状和膨胀主导系统组成,并由质量中值约为2 x 10 ^{13} Msun/h(对应于中等大小的星系群)的晕组成。该模型预测,目前银河系质量星系中有40%在红移范围3<z<4内有明亮的LBG祖星系,而95%在相同的红移范围内有微弱的LBG祖星系,7%在10<z<11处有微弱的LBG…
2011-05-18 astro-ph.CO
A Lyman Alpha Galaxy at Redshift z=6.944 in the COSMOS Field
莱曼α发射星系可以用来研究宇宙学的再电离,因为中性的星系际介质将莱曼α光子散射成漫射晕,其表面亮度低于典型的巡天探测极限。在这里,我们提出了莱曼α发射星系LAE J095950.99 + 021219.1,确定在红移z = 6.944的COSMOS领域使用窄带成像和后续光谱仪上的麦哲伦I巴德望远镜的IMACS仪器。到目前为止,通过光谱确认了一个单一的物体,我们的调查仍然与红移7的IGM中性分数的大范围一致,但计划进行进一步的观察,这将有助于澄清情况。同时,我们在这里介绍的对象只是第三个Lyman-alpha选择星系被光谱确认在红移7,是2 - 3倍,比以前确认的红移7 Lyman alpha星系暗。
2012-05-14 astro-ph.CO
The Faint End of the Cluster Galaxy Luminosity Function at High Redshift
利用Spitzer IRAC数据测量了1<z<1.5的星系团星系的光度函数(LF)的暗端斜率。我们调查是否这个斜率,阿尔法,不同的领域LF在这些红移,并与集群LF在低红移。后者特别令人感兴趣,因为低光度星系预计将经历重大的演变。我们使用七个高红移光谱确认的星系团从IRAC浅星系团调查,测量星系团LF的深度为M* + 3(3.6微米)和M* + 2.5(4.5微米)。在我们的星系团中值红移(z=1.35)处的LF总和与谢克特分布很好地拟合,α [3.6] = -0.97 +/- 0.14和α [4.5] = -0.91 +/- 0.28,与平坦的暗端斜率一致,并且与这些红移处类似波段的LF场测量结果一致。与低红移星系团中的阿尔法星系相比,没有发现统计上显著的进化证据。结合过去的研究表明,M* 被动地发展到z~1.3,这意味着集群LF的形状在z~1.3时基本上就位。这表明,控制低质量星系团质量增加的过程对z<1.3的LF星系团的暗端斜率没有净影响。
2012-11-07 astro-ph.CO
Lyman-alpha Forest Tomography of the z>2 Cosmic Web
氢Ly $α$森林是$z>2$宇宙的重要探测器,否则用星系红移测量观测是具有挑战性的,但这种技术传统上仅限于明亮类星体前的一维研究。然而,通过使用8- 10米的大型望远镜推到微弱的星等($g>23$),就有可能利用高红移恒星形成星系的高面积密度来创建前景中大尺度结构的3D断层摄影图。我描述了使用这种技术的第一个试点观测,以及讨论未来的调查和由此产生的星系演化和宇宙学的科学可能性。
2014-10-21 astro-ph.CO
Constraining the Thermal Dust Content of Lyman-Break Galaxies in an Overdense Field at z~5
我们已经在J1040.7-1155领域进行了870微米的观测,已知在z=5.16 +/- 0.05处有一个过密度的莱曼破裂星系。在S(870)=3.0 mJy/梁(2 sigma)水平,我们没有检测到任何单独的源。9个z>5的星系叠加在一起也无法探测到,这限制了一个典型星系在这个红移处的亚毫米波通量S(870)<0.85 mJy,这对应于质量极限M(尘埃)<1.2x10^8 M_sun(2 sigma)。这限制了遥远的莱曼破碎星系中的热尘埃的质量,不到其典型恒星质量的十分之一。我们没有看到与紫外线选择的星系过密度相关的强大亚毫米星系的证据,但不能排除存在较暗,质量较小的来源。
2010-07-02 astro-ph.CO
VLT/XSHOOTER & Subaru/MOIRCS Spectroscopy of HUDF-YD3: No Evidence for Lyman-alpha Emission at z=8.55
我们利用VLT/XSHOOTER和Subaru/MOIRCS对哈勃超深场中一个相对明亮的Y波段脱落星系进行了光谱观测,Bunker et al.(2010),McLure et al.(2010)和Bouwens et al.(2010)首先根据HST ACS和WFC 3图像中的颜色将其选为可能的z~8-9星系。这个星系,HUDF.YD3(也被称为UDFy-38135539)已经被Lehnert等人(2010)作为VLT/SINFONI积分场光谱的目标,他们发表了来自这个源的z=8.55的候选莱曼α发射线。在我们使用两种不同的红外光谱仪(VLT/XSHOOTER 5小时和Subaru/MOIRCS 11小时)的独立光谱中,我们无法重现这条线。我们没有在Lehnert等人(2010)报告的光谱和空间位置检测到任何发射线,尽管我们的组合MOIRCS和XSHOOTER数据中的预期信号是5 σ。在最近来自HUDF 12的极深F105 W(Y波段)HST/WFC 3成像中,该物体的模糊似乎也排除了线发射;这条线会落在这个过滤器内,这样的星系应该在Y(AB)= 28.6等时被探测到。(~20 sigma),而不是在Y波段图像中观察到的边缘Y(AB)~ 30 mag,比如果发射线是真实的预期暗3倍。因此,在z>8处的莱曼α线发射极不可能是真实的,这意味着已经看到的莱曼α发射的最高红移源是在z=6…
2013-01-18 astro-ph.CO
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
New Results from the Magellan IMACS Spectroscopic Lyman Alpha Survey: NICMOS Observations of Lyman Alpha emitters at z=5.7
我们提供了马丁等人(2008)在盲多狭缝光谱调查中发现的三个z=5.7莱曼α发射体的NICMOS J110(静止框架1200-2100 A)观测结果。这些图像证实了以前只能在光谱观测中看到的两个源的存在。在我们的J110观测中未探测到的第三个源在宇宙起源巡天(COSMOS)的窄带成像中被探测到,因此我们的未探测意味着静止帧等效宽度>146埃(3西格玛)。这两个J110探测到的源有30-40埃的更适度的静止框架等效宽度,但所有三个都是典型的高红移LAEs。此外,J110探测到的源的UV光度在L*_{UV}的两倍之内,并且大小看起来紧凑(r_{hl} ~ 0.“15)在我们的NIC 2图像中-与红移5.7一致。我们使用这些紫外连续谱和莱曼阿尔法测量来估计这些星系的i-z颜色,并表明至少有一个,可能是所有三个将错过的i-dropout LBG选择。这些观测有助于证明多缝窄带光谱学作为寻找微弱发射线星系的技术的实用性。
2010-06-15 astro-ph.CO
Ultra-faint Ultraviolet Galaxies at z~2 Behind the Lensing Cluster Abell 1689: the Luminosity Function, Dust Extinction and Star Formation Rate Density
利用Abell 1689的深HST紫外(F275 W/F336 W)图像,我们识别了z~2 Lyman break星系。由于星系团提供的成像深度和大放大率,我们探测到的星系比以前在这个红移的观测暗100倍(-19.5< M_1500 <-13)。我们能够计算作为源平面位置的函数的观测的固有灵敏度,允许作为光度的函数的有效体积的测定。我们将光度函数的暗端斜率拟合为alpha = -1.74 +/-0.08,与2.5 < z < 6时获得的值一致。在亮度函数中没有转换,直到MUV =-13。在我们的样品中观察到在较高的红移处随着光度而增加的更红的UV光谱斜率的趋势,但是在所有光度处具有更红的斜率,并且平均红化< E(B-V)>= 0.15。我们假设这些星系中的恒星与其较亮的对应物(Z_sun)相比金属贫乏(0.2Z_sun),导致更蓝的假设内在紫外线斜率和更大的衍生尘埃消光。z ~ 2处的总紫外光密度为4.31 × 10^26 erg/s/Hz/Mpc ^3,其中70%以上是由我们样本光度范围内的星系发出的。我们确定了z ~ 2处的恒星形成率密度(假设在所有光度下的尘埃消光修正为4.2,并采用Kroupa IMF)为0.148 M/yr/Mpc ^[3],由于较暗星系的数量增加和较大的尘埃修正因子,该值明显高于之前的测定值。[删节]
2013-11-24 astro-ph.CO
Effect of radiative transfer on damped Lyman-alpha and Lyman limit systems in cosmological SPH simulations
利用宇宙学SPH模拟研究了恒星局部辐射和UVB对z=3时DLAs和LLS物理性质的影响。我们后处理我们的模拟与本地恒星辐射和UVB的辐射转移的ART代码。我们发现,DLA和LLS的截面显着减少的UVB,而本地恒星辐射并没有影响他们除了在低质量晕。这是因为年轻星团附近的高密度云团有效地吸收了大部分来自年轻恒星的电离光子。我们还发现,采用简单的自屏蔽效应密度阈值的UVB模型可以很好地再现观测到的DLAs和LLS的柱密度分布函数,并通过高角分辨率的恒星辐射和UVB的直接辐射转移计算对该模型进行了验证。我们发现,与自屏蔽处理,DLAs有一个扩展的分布周围的恒星形成区域通常在~ 10-30 kpc尺度,和LLS周围的DLAs在~ 30-60 kpc尺度。我们的模拟表明,DLA宿主晕的中值性质为:Mh = 2.4*10^10 Msun,SFR = 0.3 Msun/yr,M* = 2.4*10^8 Msun,Z/Zsun = 0.1。大约30%的DLA由SFR = 1 - 20 Msun/年的晕承载,这是LBG的典型SFR范围。超过一半的DLA是由比当前观测极限更暗的LBG主持的。我们的研究结果表明,分数贡献LLS从较低的质量晕是大于DLAs。因此,LLS宿主晕的中值略低,Mh = 9.6*10^9 Msun,SFR = 0.06 Msun/yr,M* = 6.5*10^7 Msun,Z/Zs…
2012-09-12 astro-ph.CO
The Faint End of the Quasar Luminosity Function at z~4: Implications for Ionization of the Intergalactic Medium and Cosmic Downsizing
本文提出了一种更新的z ~ 4类星体光度函数(QLF)的测定方法,改进了Glikman等人(2010)提出的QLF暗端测定方法的质量。我们已经从我们的调查样本中观察到了另外43个候选者,在z = 4.23处产生了一个额外的类星体,并将我们光谱跟踪的完整性提高到48%,因为在我们3.76 deg 2的调查区域内,候选者比R = 24亮。我们研究的效果,使用K-校正计算静止帧绝对星等在1450 A相比,直接从对象光谱测量M1450。我们发现一个光度依赖的偏见:基于模板的K-校正高估了低光度类星体的光度,可能是由于他们依赖于来自更高光度类星体的模板。结合我们的样本与明亮的类星体从斯隆数字巡天,并使用基于光谱的M1450的所有类星体,我们适合双幂律的分箱QLF。我们的最佳拟合有一个亮端斜率,α = 3.3 \pm 0.2,和一个暗端斜率,β = 1.6(+0.8/-0.6)。我们的新数据修正了QLF的模糊端斜率,使其更平坦,类似于在z ~ 3处测量的值。破裂的光度,虽然没有受到很好的限制,但在M* = -24.1(+0.7/-1.9),比z ~ 3大约暗1 - 1.5等。这个QLF意味着类星体占了IGM在这些红移下所需辐射的一半左右。
2011-01-03 astro-ph.CO
The Ratio of Luminous to Faint Red Sequence Galaxies in X-Ray and Optically Selected Low-Redshift Clusters
我们研究了在光学和X射线选择的星系团中,在研究较少的红移范围0.05< z<0.19内,明亮与暗淡的红色序列星系的比例。X射线选择的样本由112个基于ROSAT全天巡天的星团组成,而光学样本由266个来自斯隆数字巡天的星团组成。我们的结果是一致的存在的趋势,在亮度微弱的比例与红移,确认缩小是连续的从高到低的红移。在用部分斯皮尔曼分析校正了红移的变化后,我们发现与最近的建议相反,主星团样品的亮度与微弱比和X射线亮度之间没有显着的关系。最后,我们研究了这些样品的堆叠颜色-星等关系,发现光学和X射线选择的簇的斜率之间没有显着差异。颜色-星等斜率与类似研究中获得的值一致,但与理论模型的预测不一致。
2010-01-13 astro-ph.CO
Narrowband imaging of Escaping Lyman-Continuum Emission in the SSA22 Field
本文介绍了在SSA 22 a场中对z~3处的莱曼连续谱(LyC)辐射进行超深窄带成像观测的结果。我们采用了一个自定义的窄带滤波器,中心在3640 A(NB 3640),探测星系在z>3.06的LyC区域。我们还分析了新的和档案NB 4980成像调谐到Lya发射线的波长在z=3.09,和档案宽带B,V和R图像的非电离紫外线连续。我们的NB 3640图像包含26个z>3.06莱曼断裂镓(LBG)以及一组130个Lya发射体(LAE),通过其相对于BV连续体的过量NB 4980通量来识别。在NB 3640图像中检测到6个LBG和28个LAE。LBG似乎跨越NB 3640-R颜色的范围,而LAE在其NB 3640-R属性中出现双峰。我们估算了平均UV与LyC的通量密度比,校正了前景污染和星系际介质吸收,发现< F_{UV} / F_{LyC} >^{LBG} = 11.3^{+10.3}_{-5.4},这意味着LBG LyC逃逸分数f_{esc} ^{LyC}约为0.1,< F_{UV} / F_{LyC} >^{LAE} = 2.2^{+0.9}_{-0.6}。引人注目的蓝色LAE通量密度比违背了标准恒星星族模型的解释。假设< F_{UV} / F_{LyC} >^{LBG}适用于L=0.1L*,我们估计星系对星系际氢电离率的贡献与基于z~3处Lya森林不透明度的独立估计一致。如果我们假…
2011-04-29 astro-ph.CO
A possible signature of primordial stellar populations in $z=3$ Lyman $α$ emitters
斯巴鲁望远镜的观测已经从位于$z=3.1$的一些莱曼$α$发射体(LAEs)中探测到了令人惊讶的强莱曼连续谱(LyC; $\sim900$在静止坐标系中的散射)。我们已经研究了恒星的人口,同时占的强度的LyC和非电离紫外线的LAEs的光谱斜率。结果发现,金属丰度为$Z\geq1/50 Z_\odot$的恒星星族只能用头重脚轻的初始质量函数(IMF; $< m > \sim 50 M_\odot$)来解释观测到的LyC强度。然而,这样的IMF的临界金属丰度预计要低得多。一个非常年轻的($\sim1$ Myr)和大质量的($\sim100$ $M_\odot$)极贫金属($Z\leq5\times10^{-4}Z_\odot$)或无金属(所谓的星族III)恒星群体也可以重现观测到的LyC强度,如果这种“原始”恒星群体的质量分数是LAE总恒星质量的$\sim1$ %。
2012-06-20 astro-ph.CO
FIR-detected Lyman break galaxies at z ~ 3: Dust attenuation and dust correction factors at high redshift
莱曼破裂星系(LBG)代表了在高红移宇宙中发现的恒星形成星系之一。在FIR域的LBG的检测可以提供非常重要的线索,他们的灰尘衰减和总SFR,允许更详细的研究比迄今为止进行的。在这项工作中,我们探讨了在PACS-100 μ m或PACS-160 μ m中分别检测到的GOODS-North和GOODS-South场中z ~ 3处的16个LBG样品的FIR发射。这些探测结果表明,在高红移下测量LBG尘埃辐射的可能性。我们发现,PACS探测到的z ~ 3的LBG是高度遮蔽的星系,属于Ultra luminous IR星系或Hyper luminous IR星系。它们的总SFR不能用从它们的UV连续斜率获得的尘埃衰减因子或使用Bruzual & Charlot(2003)模板的SED衍生的尘埃衰减来恢复。这两种方法都低估了大多数星系的结果。与PACS探测到的z ~ 1处的LBG样本相比,我们发现LBG的FIR发射可能随着红移而改变,在这个意义上,z ~ 3处发现的最多尘LBG具有更突出的FIR发射,对于给定的UV斜率,比z ~ 1处发现的最多尘LBG具有更高的SFR。
2013-04-11 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
The UV colours and dust attenuation of Lyman-break galaxies
利用Lambda冷暗物质宇宙学中星系形成的半解析模型GALFORM,研究了红移2.5 < z < 10的Lyman break星系(LBG)的静止坐标系紫外(UV)色.由于尘埃对紫外线光度的影响可能是戏剧性的,我们的模型包括一个自洽的计算尘埃衰减的基础上的辐射转移模型。我们发现,本质上更明亮的星系遭受更强的尘埃衰减比暗的,虽然关系有一个大的散射。该模型预测的紫外线颜色的星系一致的颜色选择区域,旨在选择在观测调查的LBG。我们发现,辍学的技术,选择LBG的基础上两个休息帧紫外线颜色是强大的和有效的,选择超过70%的紫外线明亮的星系在一个给定的红移。我们调查的影响,预测的紫外线颜色的不同选择的模型参数。我们发现,紫外线的颜色是最敏感的尘埃衰减的建模,特别是,消光曲线中使用的辐射转移计算。如果我们假设银河系尘埃消光曲线,预测的紫外线连续斜率一般比观察到的要蓝。然而,我们发现,当使用小麦哲伦云尘埃消光曲线时,情况正好相反。这表明了强烈的依赖性的紫外线颜色的尘埃属性和突出的不足,使用紫外线连续斜率作为示踪剂的尘埃衰减没有任何进一步的知识,在高红移星系的星系倾角或尘埃特性。
2012-11-20 astro-ph.CO
Stellar Populations of Lyman Break Galaxies at z=1-3 in the HST/WFC3 Early Release Science Observations
利用哈勃空间望远镜(HST)宽视场相机3(WFC 3)的紫外可见光通道滤波器,分析了z=1-3的Lyman break星系(LBG)的光谱能量分布。这些HST/WFC 3观测覆盖约50平方米。arcmin在GOODS-South领域作为WFC 3早期发布科学计划的一部分。这些在z=1-3的LBG是使用类似于高红移LBG的dropout选择标准来选择的。利用深多波段光度学的方法来识别最佳拟合的SED模型,得到以下结果:(1)这些被剔除的LBG的光度红移估计精度在百分之几以内:(2)紫外光谱斜率(β)比高红移(z>3)处的更红,而高红移处的LBG尘埃较少;(3)平均而言,z=1-3的LBG质量更大,尘埃更大,恒星形成程度更高,与具有相似光度(0.1L*<~L<~2.5L*)的高红移LBG相比,尽管它们的中值在1-sigma不确定度内相似。这可能意味着,在所有的红移下,相同的dropout选择技术可以找到物理上相似的星系;(4)这些LBG的恒星质量与它们的紫外光度成正比,对数斜率约为0.46,恒星形成率与它们的恒星质量成正比,对数斜率约为0.90。这些关系保持真实-在本研究中探测的光度范围内-对于z~1.5到5的LBG。使用其他基于颜色的技术选择的恒星形成星系在z~2处显示出类似的相关性,但是为了避免任何选择偏差,并且为了与z>3处的LBG直接比较,在z~2处的真正Lyman break…
2013-01-17 astro-ph.CO
Intensity Mapping of Lyman-alpha Emission During the Epoch of Reionization
我们计算的绝对强度和各向异性的莱曼-α辐射场的再电离时代。我们认为从星系和星系际介质(IGM)的排放,并考虑到主要的贡献,生产莱曼α光子:重组,碰撞,连续发射星系和散射莱曼-n光子在IGM。我们发现,来自单个星系的辐射在IGM中占主导地位,总的莱曼α强度(乘以频率)约为(1.43-3.57)x10^{-8} erg s^{-1} cm^{-2} sr^{-1},红移为7。这个强度水平很低,所以再电离过程中的莱曼-α背景不太可能通过旨在测量绝对背景光的实验来建立。相反,我们考虑的是莱曼-α强度映射,目的是测量各向异性功率谱,在几个百万秒差距尺度下,功率谱的均方根起伏为1 x 10^{-16} [erg s^[-1} cm^{-2} sr^{-1}]^2。这些各向异性可以用光谱仪在0.9至1.4 μm的近红外波长下测量,场为0.5至1平方米。度我们建议现有的使用窄带滤光片的地基计划也追求强度波动,以研究微弱莱曼-α发射体空间分布的统计数据。我们还讨论了21厘米的实验,探测HI在IGM再电离过程中的互相关信号。与21 cm实验相比,专门的亚轨道或天基莱曼-α强度测绘实验可以为探测器再电离提供一种可行的补充方法,并且可能在实验范围内。
2012-12-13 astro-ph.CO
The evolving slope of the stellar mass function at 0.6 <= z < 4.5 from deep WFC3 data
我们使用早期发布科学(ERS)的观测与宽视场相机3(WFC 3)在GOODS-S领域研究星系恒星质量函数(GSMF)在0.6<=z<4.5。WFC 3的深层近红外数据(在5 sigma时,Y的亮度为27.3,J和H的亮度为27.4 AB等),以及深度Ks(在5 sigma时亮度为25.5)的Hawk-I波段数据,提供了一个精确的数据集,它以前所未有的方式确定了GSMF的低质量端,从而可以精确探测z~3时低至M~7.6 × 10^9 Msun的质量。尽管所用的面积相对较小(约为33弧分^[2]),但我们发现,在整个质量范围内,它与先前的研究结果基本一致。我们的结果表明,暗端的斜率随着红移的增加而增加,从z~0.8处的α =-1.44+/-0.03到z~3处的α =-1.86+/-0.16,尽管有迹象表明它在z~3和z~4之间没有进一步变陡。该结果对M* 参数中的任何不确定性不敏感。GSMF暗端的陡度解决了众所周知的恒星质量密度(SMD)和z>2时的恒星形成历史之间的不一致。然而,我们证实,似乎有一个过量的综合恒星形成相对于SMD在z<2,由一个因素~2-3。我们的观测结果与理论预测的比较表明,模型预测的低质量星系更丰富,至少到z~3,以及相对于数据的z~4的大质量星系的缺乏,和预测的SMD通常高估了z<~2。
2012-01-10 astro-ph.CO
The Lyman-alpha emission of high-z damped Lyman-alpha systems
使用光谱叠加技术,我们搜索的平均\lya发射的高z阻尼\lya(DLA)的斯隆数字巡天类星体光谱中检测到的星系。我们使用了平均红移<z>= 2.86、log N(HI)> 20.62的341个DLAs样本,对距离类星体视线$\sim$ 1.5角秒(或12千秒差距)内发射的\lya通量设定了3 $σ$上限3.0 \times 10^{-18}尔格·s^{-1} cm^{-2}。这相当于平均\lya光度< 2 \times 10^{41} erg s^{-1}或0.03 $L_\star$(\lya)。这个极限比大多数探测微弱\lya发射体的极限更深。DLAs中没有\lya发射,这与在给定N(HI)的情况下原位恒星形成相一致,其效率低于在本地星系中看到的效率。因此,整个DLA人口似乎起源于低光度的高红移\lya发射星系和/或位于远离恒星形成区。后者很可能是真的,因为我们检测到强烈的OVI吸收的堆叠光谱,表明DLAs与高度电离的阶段可能是银河风的遗物和/或源自冷吸积流。我们发现DLA星系对全球恒星形成率密度的贡献相对低于Lyman Break星系。
2010-09-07 astro-ph.CO