DUSTiER (DUST in the Epoch of Reionization): dusty galaxies in cosmological radiation-hydrodynamical simulations of the Epoch of Reionization with RAMSES-CUDATON
近年来，星际尘埃已成为高红移宇宙和甚高红移宇宙研究中的一个重要课题。证据表明，在再电离时期，大质量恒星形成星系中已经存在高尘埃质量，可能影响电离光子逃逸到星系际介质中。此外，正确估计紫外波长处的尘埃消光对于精确的紫外光度函数（UVLF）预测和解释至关重要。本文研究了尘埃对高红移星系观测性质的影响，以及宇宙再电离。为此，我们耦合的物理模型尘埃生产的完全耦合的辐射流体动力学宇宙学模拟代码RAMSES-CUDATON，并执行$16^3$，$2048^3$，模拟，我们称之为DUSTiER的尘埃在再电离时代。它产生的星系与尘埃质量和紫外线斜率兼容的限制在z $\geq 5$。我们发现，消光对UVLF的亮端有着巨大的影响，甚至早在$\rm z=8$，我们的尘埃UVLF比无尘UVLF更符合观测。在$\rm z=5$中，被遮蔽的恒星形成的比例上升到45%，与ALMA的一些最新结果一致。最后，我们发现尘埃减少了质量比$10^{10} M_\odot$（比$\approx -18$ MAB 1600亮）大的星系的电离光子逃逸> 10%，对于我们最大的星系可能高达80-90%。然而，我们发现电离逃逸分数首先是由星系中的中性氢决定的，因为后者产生的传输比单独通过尘埃小100倍。
2023-01-09 astro-ph.CO astro-ph.GA
The HETDEX Pilot Survey. II. The Evolution of the Ly-alpha Escape Fraction from the UV Slope and Luminosity Function of 1.9<z<3.8 LAEs
我们研究了Ly-alpha光子从Ly-alpha发射星系（LAEs）和整个星系种群的逃逸，使用HETDEX Pilot Survey通过空白场积分场光谱检测到的1.9<z<3.8的99个LAEs样本。对于89个LAEs，在深宽波段图像中显示对应物，我们测量休息帧UV光度和UV斜率，我们使用它来估计E（B-V）LAEs的恒定固有UV斜率的假设下。这两个量被用来测量尘埃校正的恒星形成率（SFR）。观测到的Ly-alpha光度与由尘埃校正的SFR预测的光度之间的比较产生Ly-alpha逃逸分数。我们还测量了Ly-alpha光度函数。光度函数的积分提供了在我们的红移范围内的Ly-alpha光度密度的测量。我们结合我们的数据与其他调查在0.3<z<7.7跟踪Ly-alpha光度密度的演变。然后，我们将其与宇宙恒星形成历史的预期进行比较，以描述整个星系群的Ly-alpha逃逸分数的演变。
2011-02-25 astro-ph.CO
A Conditional Luminosity Function Model of the Cosmic Far-Infrared Background Anisotropy Power Spectrum
宇宙远红外背景辐射（CFIRB）预计是在星系形成的高峰期由暗淡的尘埃星系产生的。CFIRB的各向异性功率谱捕获了这些星系在暗物质晕中的空间分布以及暗物质晕在大尺度结构中的空间分布。现有的CFIRB各向异性功率谱的晕模型要么是不完整的，要么导致晕模型参数与在其他波长选择的星系分布不一致。在这里，我们提出了一种条件光度函数方法来描述远红外亮星系。我们对250 μ m的光度函数及其随红移的演化进行了建模，并对赫歇尔空间天文台测量的250 μ m的CFIRB功率谱进行了模型拟合。我们引入了一个红移相关的占空比参数，使我们能够估计典型的尘埃恒星形成过程中的暗物质晕的红移函数的持续时间。我们发现，星系的占空比的远红外背景是0.3至0.5的尘埃恒星形成阶段持续\sim 0.3-1.6 Gyrs。这一结果证实了普遍的预期，即远红外背景是由恒星形成星系在一个扩展的阶段，而不是明亮的恒星爆发驱动的星系合并和最后\sim 10-100百万年。卫星星系的晕占据数具有幂律斜率，在0<z<4时接近于1。我们发现，当L_250>10^{10} L_Sun时，尘埃星系的最小晕质量分别为2 \times 10^{11}M_Sun和3 \times 10^{10}M_Sun（z=1和2）。对L_250>10^{9} L_Sun的星系总体积分，我们发现尘埃星系中的宇宙尘埃密度对背景各向异性Ω_{dust} \times…
2012-10-17 astro-ph.CO
The visibility of Lyman Alpha Emitters: constraining reionization, ionizing photons and dust
利用GADGET-2宇宙学模拟方法，结合尘埃模型和辐射转移程序（pCRASH），建立了高红移Lyman α辐射源的物理模型。我们使用5个不同的氢电离光子逃逸分数值（f_esc= 0.05，0.25，0.5，0.75，0.95）对pCRASH宇宙学模拟进行后处理，直到再电离完成，即平均中性氢分数降至<X_HI>~10^-4。然后，将模型结果与观测到的z~6.6处LAEs的Lya和UV光度函数相匹配的唯一自由参数是Lyman Alpha（Lya）和连续光子从银河系环境中的相对逃逸（f_alpha/f_c）。我们发现了一个三维简并，使得理论模型可以与IGM Lya透射<T_alpha>率LAE~38-50%（<X_HI>对于高斯发射线，其转化为~0.5-10^-4）、f_esc~0.05-0.50和f_alpha/f_c~0.6-1.8的观测结果相一致。
2014-05-06 astro-ph.CO
The escape of ionizing photons from supernova-dominated primordial galaxies
为了评估红移3<z<7的Lyman break星系（LBG）和Lyman α发射体（LAEs）对星系际介质电离的贡献，通过求解三维辐射转移，研究了超新星主导的原始星系电离光子的逃逸率.模型星系来自Mori & Umemura（2006）对原始星系的超高分辨率化学动力学模拟，很好地再现了LAEs和LBG的观测特性。模型星系的总质量为10^{11}M_sun。我们不仅解决了光电离，而且碰撞电离的冲击。此外，根据化学富集作用，我们考虑了尘埃消光效应，并考虑了尘埃的粒径分布。其结果是，我们发现，尘埃消光减少逃逸分数的一个因素1.5-8.5在LAE阶段和一个因素2.5-11在LBG阶段，而碰撞电离的冲击增加逃逸分数的一个因素~ 2。结果逃逸分数在LAE期为0.07-0.47，在LBG期为0.06-0.17。这些结果与最近从LAE和LBG在1500埃到900埃的通量比得出的估计是一致的。结合LAEs和LBG的光度函数，我们发现高z LAEs和LBG可以在z=3-5处取代IGM。然而，来自LAE以及LBG的电离辐射在z>6时不足以覆盖IGM。这意味着在z>6时可能需要额外的电离源。
2009-06-09 astro-ph.CO astro-ph.GA
Escape of about five per cent of Lyman-alpha photons from high-redshift star-forming galaxies
莱曼α（Lya）发射线是恒星形成星系在最高红移处的主要观测特征，并使大量星系样本的汇编成为可能，从而研究宇宙演化。然而，这条线的共振性质意味着Lya光子在其宿主星系的中性星际介质中散射，因此它们对星际尘埃吸收的敏感性可能会大大增强。这意味着Lya的光度可能会显著降低，甚至完全被抑制。然而，没有无偏的经验测试逃逸分数（f_esc）的Lya光子已在高红移进行。在这里，我们报告说，平均fesc从恒星形成星系在红移z = 2.2是只有5%，通过执行盲窄带调查在Lya和Ha。这意味着，许多结论的基础上Lya选择的样本将需要向上修订的数量级，我们提供了一个基准，这一修订。我们证明，近90%的恒星形成星系发射的Lya不足，无法通过标准选择标准检测到。这两个样本显示反相关的fesc与灰尘含量，我们表明，Lya-和Ha-选择恢复人口的灰尘含量和fesc有很大的不同。
2010-02-25 astro-ph.CO
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 physics of Lyman-alpha escape from disc-like galaxies
氢发射线可以提供有关本地和高红移宇宙中恒星形成星系的广泛信息。本文采用高分辨率的孤立Milky Way辐射流体力学模拟，利用SMUGGLE星系形成模型，详细研究了Lyman连续谱（LyC）、Lyman α（Lyα）和Balmer线（Hα和H \b{eta}）的辐射转移。现实的框架包括恒星反馈，非平衡热化学，和尘埃颗粒在星际介质（ISM）的演变。我们扩展了我们的宇宙Lyα转移（COLT）程序，用光电离平衡蒙特卡罗辐射转移进行自洽的端到端（非）共振线预测。精确的LyC再处理到复合发射需要模拟灰尘（27.5%），氦电离（8.7%）和各向异性逃逸分数（7.9%）的预吸收，因为这些减少了氢线发射（55.9%）的可用预算。我们调查的多相尘埃ISM，光盘的几何形状，气体运动学，和恒星形成活动在管理的物理发射和逃逸的作用，专注于时间的变化，气相结构，和空间，光谱和视角的依赖性的出射光子。孤立盘模拟非常适合与当地Hα巡天进行全面的观测比较，但需要适当的宇宙学环星系介质（CGM）环境以及较少的尘埃吸收和旋转增宽，才能作为高红移Lyα发射星系的模拟。未来我们的框架将应用于下一代星系形成的宇宙学模拟，包括解决<10 pc多相ISM和<1 kpc CGM结构的辐射流体动力学，这将为当前和即将到来的Lyα观测提供重要的见解和预测。
2022-09-26 astro-ph.CO astro-ph.GA
The Escape Fraction of Ionizing Radiation from Galaxies
星系的电离辐射逃逸对星系气体的演化以及星系际介质的加热和电离历史起着至关重要的作用。我们提出了半解析计算的逃逸分数的电离辐射的氢和氦从星系范围从原始系统的盘型星系，没有严重的尘埃遮蔽。我们考虑的星系密度分布，源类型，位置和光谱，和气体过密度/分布因子的变化。对于足够硬的第一光源，氦电离前沿密切跟踪或超越氢。在这项工作中的关键新成果包括计算逃逸分数为He I和He II电离辐射，和部分电离的影响，从早期活动星系核或星团的X射线从星系晕逃逸分数。当考虑到频率依赖效应时，我们发现X射线在提高氢和氦的逃逸分数方面起着重要作用，尤其是对He II。我们简要地讨论了这些结果的影响，最近的观察，他II再电离时代在低红移，以及紫外线数据和发射线签名从早期星系预计未来的卫星任务。
2013-06-21 astro-ph.CO
On the influence of physical galaxy properties on Lyman-alpha escape in star-forming galaxies
在用于选择高红移星系的不同观测技术中，氢复合线莱曼-α（Lya）特别令人感兴趣，因为它可以测量宇宙学量，例如遥远星系群的恒星形成率。然而，这条线的解释和这些观测值的校准仍然受到严重的不确定性。因此，重要的是要了解在什么条件下Lya线可以用作可靠的恒星形成诊断工具。我们使用一个样品的24个Lya发射器在z ~ 0.3与光学光谱后续计算Lya逃逸分数和它的依赖于不同的物理性质。我们还研究了Lya作为恒星形成率指标的可靠性。我们将这些观察结果与在z = 0 - 0.3处选择的Lya发射体的汇编相结合，以组装更大的样本。Lya逃逸分数显然取决于尘埃消光，遵循关系式fesc（Lya）= C（Lya）x 10^（-0.4 E（B-V）k（Lya）），但斜率比以前报道的要小，k（Lya）= 6.67，C（Lya）= 0.22。然而，相关性并不遵循简单尘埃衰减的预期曲线。我们探索的各种机制比导致fesc（Lya）值以上的连续消光曲线，即增强的Lya输出。我们还观察到Lya的强度和逃逸分数似乎与星系的金属丰度无关。关于Lya作为恒星形成率（SFR）指标的可靠性，我们表明，SFR（Lya）从真正的SFR（跟踪的UV连续）的偏差是所观察到的SFR（UV）的函数，这可以被看作是减少fesc（Lya）随着UV光度的增加。此外，我们观察到这种关系的红移依赖性，揭示了潜在的演化fesc（Lya）与红移。
2013-08-29 astro-ph.CO
Lyα Emission from High Redshift Sources in COSMOS
本文研究了从中窄带观测中选出的244个源（其中95个为Lyman Break Galeries（LBG），106个为Lyman Alpha Emitter（LAEs））在z~4.2，z~4.8，z~5.6的光谱测量的Lyα等效宽度和逃逸分数。这些源是从宇宙演化巡天（COSMOS）中选择的，并使用DEIMOS摄谱仪进行观测。我们发现，无论是LBG选择源还是中/窄带LAEs，等效宽度的分布都没有随红移的变化而变化。我们还发现，中窄带LAEs的Lyα逃逸分数平均高于LBG选择源的逃逸分数，且变化范围更大。逃逸分数与红移不存在依赖关系。类似于在低红移的LAEs中所发现的，具有最高折射率的源显示出最低的逃逸分数。逃逸分数的范围随着消光的减小而增大。这表明尘埃消光是影响Lyα光子逃逸的最重要因素，但在低消光比下，其他因素如HI覆盖率和气体运动学也能有效地抑制Lyα光子的逃逸。
2012-08-29 astro-ph.CO
CMB Shadows: The Effect of Interstellar Extinction on Cosmic Microwave Background Polarization and Temperature Anisotropy
我们评估的宇宙微波背景（CMB）和前景组件之间的组件分离的准确性的下降所造成的忽视的吸收的CMB的宇宙微波背景的银河系星际物质。由于尘埃成分，由CMB阴影引起的温度各向异性的幅度约为1 uK。该值与即将进行的CMB实验中探测非高斯性研究所需的噪声水平相当。此外，由尘埃引起的CMB阴影所引起的偏振幅度与原始引力波所留下的CMB B模式偏振的RMS值相当或更大。我们表明，应用单幂律模型作为观测到的多频数据的尘埃光谱引入系统误差，这是可比的或大于所需的噪声水平即将CMB B模式偏振实验。从亚毫米波段数据中推导出尘埃发射的本征谱，将系统误差降低到所需的噪声水平以下。然而，这种方法要求粉尘温度测量的精度优于百分之几。我们的结论是，在未来的CMB任务中，必须考虑由于灰尘的CMB阴影，以实现其目标灵敏度。我们的结果对于探测张量标量比为r=10^{-3}的原始CMB B模偏振具有重要意义。
2020-05-06 astro-ph.CO astro-ph.GA
The THESAN project: ionizing escape fractions of reionization-era galaxies
再电离宇宙的一个基本要求是，星系发射的电离光子中有足够的一部分成功地逃逸到星系际介质中。然而，由于高红移观测数据的缺乏，驱动再电离的来源仍然不确定。在这项工作中，我们计算电离逃逸分数（$f_{\rm esc}$）的再电离时代的星系从国家的最先进的THESAN模拟，它结合了一个准确的辐射流体动力学求解器AREPO-RT与久经考验的IllustrisTNG星系形成模型，以自洽地模拟小尺度的星系物理和大尺度的再电离在整个宇宙的大片（$L_{\rm box} = 95.5\,\rm cMpc$）。这使得许多大质量晕（$M_{\rm halo} \gtrsim 10^{10}\,{\rm M_{\odot}}$）的形成，这在以前的研究中往往是统计上代表性不足，但被认为是重要的，以实现快速再电离。我们发现，低质量星系（$M_{\rm stars} \lesssim 10^7\,{\rm M_{\odot}}$）是$z \gtrsim 7$以上的再电离的主要驱动力，而高质量星系（$M_{\rm stars} \gtrsim 10^8\,{\rm M_{\odot}}$）在较低的红移占主导地位的逃逸电离光子预算。晕逃逸分数的变化降低了更高质量的晕，这可以从更稳定的银河系结构，SFR稳定性，以及每个晕内的视线分数显着贡献逃逸通量来理解。我们表明，尘埃是能够减少逃逸分数的大质量星系，但对全球$f_{\…
2023-01-31 astro-ph.CO astro-ph.GA
Heavy dust obscuration of z=7 galaxies in a cosmological hydrodynamic simulation
哈勃太空望远镜的宽视场相机3/IR观测显示，星系在z~7有非常蓝色的紫外线（UV）颜色，与这些系统是由年轻的恒星星族为主，适度或很少衰减的尘埃。利用高分辨率自适应网格加密宇宙流体动力学模拟方法，在标准冷暗物质模型下研究了高z星系的紫外和光学性质.为此，我们对198个恒星质量为5 × 10 ^8 - 3 × 10 ^{10} Msun的星系进行了全色三维尘埃辐射转移计算，计算参数包括尘埃-金属比、消光曲线和恒星直接逃逸光分数（\fesc）。我们的恒星质量函数被发现与Gonzalez等人，与这些参数无关。我们发现，我们的严重尘埃衰减的星系（A_V~1.8）也可以合理地匹配适度的紫外光学颜色，蓝色的紫外线斜率，以及紫外光度函数，提供了一个显着的分数（~10%）的光直接逃离他们。观测到的紫外线斜率和散射可以用小麦哲伦云类型的消光曲线更好地解释，而银河系类型的尘埃预测由于2175 A的撞击而导致的太蓝的紫外线颜色。我们预计ALMA即将进行的观测将能够测试这个严重模糊的模型。
2013-08-16 astro-ph.CO astro-ph.GA
The cool side of Lyman Alpha Emitters
我们扩展了以前的研究莱曼阿尔法发射体（LAEs）的基础上流体动力学宇宙学模拟，包括两个物理过程LAEs的重要：（a）莱曼阿尔法和连续发光冷却碰撞激发HI在星系中产生的，（b）尘埃的形成和演变，我们遵循这些过程的星系星系的基础上。HI冷却平均贡献了恒星产生的莱曼α辐射的16-18%，但这个值在低质量LAE中可能要高得多，如果HI是cluerous，这个值会进一步增加。连续光谱的光度几乎完全由恒星源控制。星系的尘埃含量与恒星质量成正比，M_{dust}与M_*^0.7和恒星金属丰度Z_* 成正比，使得M_{dust}与Z_*^1.7成正比。结果表明，大质量星系的Lyman α逃逸分数低至f α =0.1，LAE平均值随红移的增加而减小，在z =（5.7，6.6）时为（0.33，0.23）。紫外连续谱逃逸分数与红移呈现相反的趋势，可能是由于团簇演化的结果。该模型成功地再现了观测到的莱曼阿尔法和紫外光度函数在不同的红移和莱曼阿尔法等效宽度散射在很大程度上，虽然观察到的分布似乎比预测的更广泛。我们讨论这种紧张局势的可能原因。
2009-11-06 astro-ph.CO
On the (non-)enhancement of the Lyman α equivalent width by a multiphase interstellar medium
有人认为辐射转移效应可以解释偶尔从星爆星系中观察到的Lya线异常高的等效宽度（EW），特别是在高红移处。如果尘埃被锁定在分散在空的云间介质中的高密度云中，Lya光子可以从云的表面散射，有效地将它们的旅程限制在无尘介质中。另一方面，连续辐射不会散射，因此会被云层吸收。当观察到Lya EW高于理论预期时，通常会调用此方案，尽管通常不考虑得出结果的理想条件。在这里，我们系统地检查在这个理想化的框架中的相关物理参数，测试是否有任何天体物理现实的情况下，可能会导致这样的效果。结果发现，虽然块状确实有利于逃逸的Lya，这是非常不可能的，任何真正的星际介质应导致优先逃逸的Lya连续辐射。其他可能的原因进行了讨论，并得出结论，所观察到的高EW更可能是由冷吸积和/或各向异性逃逸的Lya辐射的冷却辐射。
2012-11-12 astro-ph.CO
Ionizing radiation from z=4-10 galaxies
我们计算了星系在红移区间z=4-10的电离辐射逃逸，在再电离时期和之后，使用一组高分辨率的星系，在完全宇宙学模拟中形成。模拟调用早期的能量反馈，星系在z=0时演化成一个现实的种群。我们的星系覆盖了近四个数量级的质量（10^{7.8}-10 ^<$11.5} \msun）和超过五个数量级的恒星形成率（10^{-3.5}-10 ^<$1.7} \msun \yr^{-1}），我们包括了对尘埃吸收的近似处理。我们发现，源平均莱曼极限逃逸分数在z=10.4是接近80%的单调下降随着时间的推移，更大的物体建立在较低的红移。虽然尘埃的吸收量不确定为1-1.5 dex，但它与金属含量密切相关;我们发现尘埃不太可能显著影响观测到的紫外线输出。这些结果支持恒星辐射从低光度矮星系的再电离，也是兼容的莱曼连续观测和理论预测在z \sim 3-4。
2010-01-21 astro-ph.CO
Directional Lya equivalent boosting I. Spherically symmetric distributions of clumps
我们量化了Lyman- $α$（Ly $α$）和非电离紫外连续光子从多相介质中的逃逸分数的方向依赖性，并研究了Ly $α$等效宽度（EW）是否存在方向增强。我们的多相介质由球对称分布的冷，尘埃团块嵌入在一个热的无尘介质。我们关注Laursen等人（2013）分析的三个模型。我们发现，对于一个Ly $α$和紫外连续点源，它是可能的，找到一个EW的提升$b(θ,ϕ) > 5 \bar{b}$在百分之几的视线，其中$\bar{b}$表示在所有光子的平均提升。对于空间扩展的源，当紫外线发射区域的大小超过冷尘埃团之间的平均距离时，这种方向依赖性很快消失。我们的分析表明，定向EW助推可以发生，这主要是由减少逃逸分数的UV光子（这会引起UV-连续“阴影”），并由于增强的LY $α$逃逸分数（或光束），在某些方向。
2014-08-29 astro-ph.CO astro-ph.GA
Predicting Lyman-alpha escape fractions with a simple observable: Lyman-alpha in emission as an empirically calibrated star formation rate indicator
莱曼α（Lya）本质上是活动星系发出的最亮的线。虽然它起源于许多物理过程，但对于恒星形成星系来说，内在Lya光度是最大质量的O型和早期B型恒星产生的莱曼连续谱（LyC）辐射的直接示踪剂，寿命为几百万年。因此，Lya光度应该是一个很好的瞬时恒星形成率（SFR）指标。然而，由于Lya逃逸分数f $_{esc,Lyα}$的不确定性，其共振性质和对作为静止帧UV光子的尘埃的敏感性使得Lya非常难以解释。在这里，我们探讨了在z=2.2的CALYMHA调查，在z=2.2-2.6的Lya发射体（LAEs）的后续行动和LAEs的z~0-0.3汇编的结果，以直接测量f $_{esc,Lyα}$与H-α（Ha）。我们推导出一个简单的经验关系，鲁棒地检索作为一个函数的Lya休息帧EW（EW $_0$）的f $_{esc,Lyα}$：f $_{esc,Lyα}$ = 0.0048 EW $_0$ [A] $\pm0.05$，我们表明，它约束了一个定义良好的反相关性电离效率和尘埃消光LAEs。观测到的Lya光度和EW $_0$是容易测量的量在高红移，从而使我们的关系一个实用的工具，估计内在的Lya和LyC光度下良好控制和简单的假设。我们的研究结果允许观测到的Lya光度被用来计算SFR的LAEs在z~0-2.6内的0.2 dex的哈尘校正的SFR。我们应用我们的经验SFR（Lya，EW $_0$）校准几个源在…
2019-02-04 astro-ph.CO astro-ph.GA
Amplitudes of thermal and kinetic Sunyaev-Zel'dovich signals from small-scale CMB anisotropies
弧分尺度的宇宙微波背景（CMB）各向异性是由于次级效应，点源占主导地位的总各向异性功率谱。在高频率下，点源主要是以尘埃的形式，恒星形成的星系。Herschel和Planck最近测量了由尘埃、恒星形成星系产生的宇宙红外背景（CIB）的各向异性功率谱，从度到亚弧分角标度，包括这些星系在3000到6000多极的非线性成团，与CMB次级各向异性研究有关。我们将CIB角功率谱缩放到CMB频率，并解释WMAP-7年和角分规模的阿塔卡马宇宙学望远镜（ACT）和南极望远镜（SPT）的组合功率谱测量，以限制Sunyaev-Zel'dovich（SZ）效应。允许的CIB集群振幅变化，我们限制在150 GHz的热和动力学SZ功率谱的振幅。
2012-02-29 astro-ph.CO
Understanding the redshift evolution of the luminosity functions of Lyman-alpha emitters
本文提出了一个恒星形成的半解析模型，它同时解释了观测到的高红移Lyman break星系（LBG）的紫外光度函数和Lyman α发射体的光度函数。我们认为这两个模型，使用Press-Schechter（PS）和Sheth-Tormen（ST）晕质量函数来计算暗物质晕的丰度。在z < 4时的Lyman-alpha光度函数很好地再现，只有<10%的LBG发射的Lyman-alpha线的剩余等效宽度大于窄带巡天的极限等效宽度。然而，只有当我们假设几乎所有的LBG都是莱曼α发射体时，才能重现z > 5时观察到的光度函数。因此，4 < z < 5似乎标志着高红移星系的物理性质发生明显变化的时代。由于莱曼-α逃逸依赖于星际介质（ISM）的尘埃和气体运动学，这可能意味着平均而言，z > 5的ISM可能更少尘埃，更多的clusional，并具有更复杂的速度场。所有这些都将使莱曼α光子更容易逃逸。在z > 5时，观测到的Lyman α光度函数与晕质量函数的演化以及高红移星系物理性质的微小演化很好地再现。特别是，高达z = 6.5，我们没有看到从这些星系的莱曼α逃逸星系际介质（IGM）不透明度的影响。
2009-06-12 astro-ph.CO
Physics of the cosmic microwave background anisotropy
对宇宙微波背景（CMB）的观测，特别是对它的频谱及其温度和偏振各向异性的观测，在现代宇宙学的发展和我们对极早期宇宙的认识中起着关键作用。我们回顾了宇宙微波背景的物理基础，以及原始温度和偏振各向异性是如何形成的。强调了区分竞争宇宙学模型的可能性。评述了CMB实验和实验技术的现状，重点是未来的观测，特别是在偏振方面。前景的排放，特别是偏振尘埃的物理，详细讨论，因为这一领域可能成为至关重要的测量的B模式的CMB偏振在以往任何时候都更高的灵敏度。
2015-01-18 astro-ph.CO
SPICA as a probe of cosmic reionization
目前的数据表明宇宙的再电离是在红移z~6-7时完成的，虽然这个过程的来源还没有被确定，但恒星形成星系通常被认为是最有可能的候选者。然而，z>6星系对宇宙再电离的贡献主要取决于从这些物体逃逸到星系际介质中的电离（莱曼连续统，LyC）光子的比例。在z<4时，逃逸的LyC通量可以直接测量，但中性星系际介质的不透明度排除了在更高红移时的测量。在最近的一篇论文中，我们认为，由于LyC逃逸分数调节星云发射的贡献，星系的静止帧光学/紫外光谱，詹姆斯韦伯太空望远镜应该能够间接评估星系在z~6-9的LyC逃逸分数。另一方面，JWST不能限制直接被尘埃吸收的LyC光子的比例，这就是SPICA的作用。在z=6的引力透镜LyC泄漏的尘埃连续辐射原则上可以用SPICA检测到，从而限制了这些物体中LyC消光的水平。
2013-10-08 astro-ph.CO
A Multiwavelength Study on the Fate of Ionizing Radiation in Local Starbursts
电离辐射的命运对于理解宇宙电离、星际和星系间介质中的能量收支以及恒星形成率指标至关重要。观测到的电离辐射逃逸分数低还没有得到充分的解释，有证据表明，一些恒星爆发具有高逃逸分数。我们检查的光谱能量分布的本地恒星形成星系的样本，包含13个本地星暴星系和10个他们的普通恒星形成对应物，以确定是否存在显着差异的电离辐射在这些星系的命运。我们发现，星系到星系的变化，在SED是远远大于任何系统之间的差异和非星爆。例如，我们发现，虽然星暴星系中的尘埃似乎比非星暴星系中的尘埃更热，但通过斯皮策太空望远镜的24 um、70 um和160 um MIPS波段追踪，尘埃对电离辐射的总吸收量没有显著差异。我们还观察到没有多余的紫外线通量的GALEX波段，可以表明在星爆星系的电离光子逃逸分数高。在星爆星系中，弥漫的温暖电离介质中的小H-α部分显然是由于恒星形成区域本身的H-α光度暂时增加，具有独立的恒定WIM光度。这种独立的WIM和星暴的光度对比WIM行为在非星暴星系，并强调我们的理解不足的辐射传输在普通和星暴星系。
2010-10-13 astro-ph.CO
The First Billion Years Project: The escape fraction of ionizing photons in the epoch of reionization
在低质量暗物质晕中形成的原星系被认为提供了重建宇宙所需的大部分电离光子，因为它们的电离光子逃逸率很高。我们研究如何在高红移星系逃逸分数涉及到的星系形成的晕的物理性质，通过计算逃逸分数超过75000晕之间的红移27和6，提取的第一个十亿年项目，高分辨率宇宙流体动力学模拟星系形成。我们发现，逃逸分数的主要约束是在半径为10 pc的恒星星族周围的气体柱密度，造成了强烈的质量依赖的逃逸分数。在维里质量低于1e8太阳质量的晕中，较低的势阱导致低的柱密度，可以被年轻恒星（年龄<500万年）的辐射穿透。在维里质量超过1e8太阳质量的晕中，超新星反馈是重要的，但在这个质量范围内，只有30%的晕的逃逸分数高于1%。我们发现了一个大范围的逃逸分数晕具有相似的属性，所造成的不同分布的致密气体的晕。这使得它很难预测的基础上的晕属性的逃逸分数，并在一个高度各向异性的逃逸分数的结果。强烈的质量依赖性，大的扩散和大的各向异性的逃逸分数可能会强烈影响再电离的拓扑结构，是目前的宇宙再电离模型应该努力考虑。
2015-07-08 astro-ph.CO astro-ph.GA
The Synchrony of Production & Escape: Half the Bright Ly$α$ Emitters at $z\approx2$ have Lyman Continuum Escape Fractions $\approx50\%$
恒星形成星系的电离光子逃逸分数（LyC $f_{\rm{esc}}$）是再电离预算中最大的未知数。随机视线效应禁止直接分离的LyC泄漏从非泄漏在显着的红移。在这里，我们规避这种不确定性推断$f_{\rm{esc}}$与解决（R>4000）LyA配置文件从X-SHOOTER LyA调查在z=2（XLS-z2）。我们从$>0.2 L^{*}$ LyA发射体（LAE）的代表性样本中选择泄漏物（$f_{\rm{esc}}>20$ %）和非泄漏物（$f_{\rm{esc}}<5$ %）。这些子集的中值堆叠光谱覆盖1000-8000 μ m（静止帧），我们调查的条件为LyC $f_{\rm{esc}}$。我们发现泄漏与非泄漏之间的以下差异：（i）强星云CIV和HeII发射与未检测到，（ii）O32~8.5与~3，（iii）Ha/Hb表明无尘埃与E（B-V）~0.3，（iv）MgII发射接近系统速度与红移，光学厚MgII，（v）LyA $f_{\rm{esc}}$ ~50%与~ 10%。当最硬电离光谱的短寿命恒星发光时，泄漏点（O3+Hb~1100 μ m）的极端EW将LyC逃逸的特征时间尺度限制在~3-10 Myr爆发。泄漏的定义特征-极端电离的恒星种群，低柱密度，无尘，高电离态ISM -同时发生在$f_{\rm{esc}}>20\%$堆栈中，这表明它们是因果联系的，并激发了为什么像O32这样…
2021-10-22 astro-ph.CO 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
Ionizing photon production and escape fractions during cosmic reionization in the TNG50 simulation
在这项工作中，我们调查的依赖性的逃逸分数的电离光子，$f_{\rm esc}$，对各种星系和主机晕的属性在再电离的时代。我们使用三维多频辐射传输代码CRASH对来自IllustrisTNG项目的TNG 50磁流体动力学模拟进行后处理。我们的工作涵盖了恒星质量范围$10^6 \lesssim M_\star/{\rm M_\odot} \lesssim 10^8$在红移$6 < z < 10$。采用一个未解决的，云尺度逃逸分数参数的统一，晕逃逸分数$f_{\rm esc}$增加与质量从$\sim 0.3$在$M_\star = 10^6$ M $_\odot$ $\sim 0.6$在$M_\star = 10^{7.5}$ M $_\odot$，之后，我们发现的营业额和逃逸分数下降的提示，甚至更大的星系。然而，我们证明了一个强大的和非线性的依赖$f_{\rm esc}$上所采用的子网格逃逸分数。此外，$f_{\rm esc}$在固定质量下具有显著的散射，这是由电离光子速率的多样性以及（恒星）源位置和下层密度分布之间的复杂关系驱动的。全球发射率是一致的观测合理的云尺度吸收值，和晕与恒星质量$\lesssim 10^{7.5}$ M $_\odot$贡献的电离光子在所有的红移。在$M_\star \lesssim 10^{6.5}$ M $_\odot$下，分解灰尘使$f_{\rm es…
2022-07-22 astro-ph.CO astro-ph.GA
MgII in the JWST Era: a Probe of Lyman Continuum Escape?
有限的约束条件的演变莱曼连续（LyC）逃逸分数代表的主要不确定性之一，在理论上确定的再电离历史。由于星系际介质（IGM）的介入，在再电离时期直接观测LyC光子的可能性非常小。由于这个原因，已经鉴定了多种LyC逃逸的间接探针，其中一些用于鉴定低红移LyC泄漏物（例如O32），而其他探针主要用于$z>6$（例如[OIII]/[CII]远红外发射）。在2796 $\dot{\rm A}$和2803 $\dot{\rm A}$处的共振MgII双峰发射的通量比以及MgII光学深度最近被提出作为可以在具有JWST的$z>6$处采用的LyC泄漏的理想诊断。使用国家的最先进的宇宙学辐射流体动力学模拟后处理的云和共振线辐射转移，我们测试是否镁II确实是一个有用的探针LyC泄漏。我们的模拟表明，大多数明亮的，恒星形成的星系与高LyC逃逸分数预计将是镁II发射器，而不是吸收器在$z=6$。然而，我们发现，MgII的双重通量比是一个更敏感的指标，而不是中性氢的尘埃，限制其使用作为一个LyC泄漏指标，只有在光学薄制度的星系。鉴于其共振性质，我们表明，镁II将是一个令人兴奋的探测高红移星系在即将到来的JWST观测复杂的运动学。
2022-05-23 astro-ph.CO astro-ph.GA
The Low-Redshift Lyman Continuum Survey: Optically Thin and Thick Mg II Lines as Probes of Lyman Continuum Escape
Mg II 2796，2803双峰被认为是一个有用的间接指示的逃逸Ly-alpha和Lyman连续（LyC）光子在本地恒星形成星系。然而，迄今为止的研究主要集中在具有强Mg II或强LyC发射的星系的小样本上。在这里，我们提出了第一个研究的Mg II探测大的动态范围的星系属性，使用新获得的高信噪比，中等分辨率的光谱Mg II的样本的34个星系从低红移莱曼连续巡天。我们表明，在我们的样本中的星系镁II的配置文件，从强发射到P-Cygni配置文件，并纯吸收。我们发现有一个明显的趋势（与虚假相关的可能性约为2%），被检测为强LyC发射体（LCEs）的星系也显示出更大的Mg II发射等效宽度，而非LCEs往往显示出更多的散射和吸收特征的证据。我们发现Mg II与Ly-alpha在等效宽度和逃逸分数方面都有很强的相关性，而不管是发射还是吸收主导Mg II分布。此外，我们提出，对于归类为镁II发射体（MgE）的星系，可以采用镁II，金属丰度和尘埃的信息来估计LyC的逃逸分数在3倍之内。这些发现证实了Mg II线可以用作选择星系作为LCE的工具，并作为Ly-alpha和LyC逃逸的间接指标。
2023-01-10 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
