Improved measurements of the intergalactic medium temperature around quasars: possible evidence for the initial stages of He-II reionisation at z~6
我们目前的测量星系际介质（IGM）的温度在~5适当兆秒差距的7个发光类星体在z~6。约束条件是从类星体近区莱曼α吸收线的多普勒宽度获得的，并建立在我们以前对z=6.02类星体SDSS J 0818 +1722的测量基础上。扩大后的数据集，加上对系统不确定性的改进处理，在平均密度为log（T_0/K）= 4.21 \pm 0.03（\pm^0 .06_0.07），置信度为68%（95%）的情况下，对于3.2 < log（T_0/K）< 4.8的平坦先验分布，得出平均温度。相比之下，在z~5处从一般IGM测量的温度要低约0.3 dex，这意味着这些类星体周围有一个额外的热源，这在一般IGM中还不存在。这种加热最有可能是由于最近在这些类星体附近的He-II再电离，这些类星体具有坚硬的非热电离光谱。因此，升高的温度可能代表了在高红移宇宙中最有偏差的区域中He-II再电离的最早阶段的证据。温度作为距离类星体距离的函数是一致的，log（T_0/K）~4.2，没有视线热邻近效应的证据。然而，类星体近带的有限范围阻止了大于~5 Mpc的He-III区域的检测。假设类星体已使其附近的He-II再电离，我们推断数据与持续时间超过10^6.5年的平均光学亮相一致。这些测量代表了迄今为止最高的红移IGM温度约束，从而为对抗H-I再电离模型提供了有价值的数据集。
2011-10-03 astro-ph.CO
A new way of detecting intergalactic baryons
对于河外光的每个光子波包，由视线星系间等离子体的色散导致包络宽度的增加和载波频率的啁啾（漂移）。它表明，对于许多时间上重叠的波包与随机历元相位的连续发射，如类星体在无线电波段，这反过来又导致准周期变化的强度到达的时间尺度之间的相干时间（定义为频率选择的带宽的倒数，这里取为无线电观测的0.01GHz量级）和拉伸包络，大部分的波动功率在后一个尺度上，对于星系际色散，这通常在毫秒范围内。因此，通过在如此短的尺度上监测类星体的光变曲线，应该有可能确定沿着许多方向和距离到各种类星体的视线等离子体柱，从而提供近宇宙中电离重子的三维图像。
2013-01-20 astro-ph.CO
Probing quasar lifetimes with proximate $21$-centimetre absorption in the diffuse intergalactic medium at redshifts $z\geq 6$
增强的电离辐射在靠近红移$z\gtrsim 6$类星体的地方产生了星系际Ly $α$传输的短窗口，这些窗口位于类星体Ly $α$发射线的蓝色方向。这些Ly $α$近区的大多数与具有$t_{\rm Q}\sim 10^{5}-10^{7}\rm\,yr$的光学/紫外亮寿命的类星体一致。然而，最小的Ly $α$近区似乎需要短至$t_{\rm Q}\lesssim 10^{4}\rm\,yr$的寿命。这些短的寿命对$z\gtrsim 6$上的$\sim 10^{9}\rm\,M_{\odot}$黑洞的生长提出了明显的挑战。只有当黑洞主要在一个模糊的阶段中生长，或者类星体在与电离氢的平衡时间相当的时间尺度上变化时，才有可能在更长的时间尺度上吸积。然而，区分非常年轻的类星体和经历过仅由Ly $α$吸收的幕式吸积的老类星体是具有挑战性的。因此，我们预测的签名近21厘米吸收周围$z\gtrsim 6$射电响亮类星体。对于星系际氢的适度预热的X射线背景，在任何类星体加热之前的自旋温度$T_{\rm S} \lesssim 10^{2}\rm\,K$，我们发现近21厘米的吸收应该是可观察到的射电响亮类星体的光谱。近21厘米吸收的程度是敏感的类星体的综合寿命。在$2-3\rm\,pMpc$类星体的（射电强）类星体中，来自弥散星系际介质的近21厘米吸收的证据与短类星体寿命$t_{\rm Q}\lesss…
2022-12-19 astro-ph.CO astro-ph.GA
Quasar candidate selection and photometric redshift estimation based on SDSS and UKIDSS data
我们提供了一个包含8498个类星体的样本，其中包含SDSS $ugriz$光学和UKIDSS $YJHK$近红外测光数据。用这个样本，我们得到了7400个类星体的色-z关系的中值，所有波段的星等不确定性都小于0.1等。通过对类星体颜色的分析，提出了在$Y-K$ vs. $g-z$色图中区分具有红移$z<4$的恒星和类星体的经验判据，以及选择高z类星体的两个判据.利用SDSS-UKIDSS颜色-z关系，我们估计了8498个SDSS-UKIDSS类星体的光度红移，发现其中85.0%与$|Δz|<0.2$内的光谱红移一致，这使得光度红移的精度比仅基于SDSS颜色-z关系的精度显着提高。我们比较了我们的颜色选择标准与一个小UKIDSS/EDR类星体/恒星样本和一个样本的4671个变量源在SDSS条纹82区与SDSS和UKIDSS数据，发现他们可以清楚地分为两类（类星体和恒星），我们的标准在$Y-K$与$g-z$图。我们从82带中有$g<20.5$的可变源中选择了3834个候选类星体，其中826个是SDSS类星体，其余的没有SDSS光谱。我们证明，即使在相同的光谱极限SDSS，与我们的标准，我们可以至少部分地恢复丢失的类星体与$z\sim2.7$在SDSS。SDSS识别的类星体只占我们从Stripe 82中的变量源中选择的类星体候选者的一小部分（21.5%），这表明更深的光谱学在产生比SDS…
2010-04-11 astro-ph.CO
A New Method to Directly Measure the Jeans Scale of the Intergalactic Medium Using Close Quasar Pairs
虽然星系际介质（IGM）中的重子在Mpc尺度上跟踪暗物质，但小尺度（~100 kpc）的波动被压力支持所抑制，类似于经典的金斯论点。这个金斯过滤尺度具有基本的宇宙学意义：它提供了再电离事件中紫外光子注入的热量的热记录，确定了IGM的团块，并为引力坍缩设定了最小质量尺度，这是星系形成的关键量。不幸的是，通过纯纵向莱曼-α森林光谱的标准分析进行测量是非常具有挑战性的，因为吸收线的热多普勒展宽是高度简并的。在这项工作中，我们表明，可以直接测量的Jeans标度通过表征的相干性的相关莱曼α吸收类星体对的间距足够小，以解决它。为此，我们提出了一种新的技术，基于概率分布函数（PDF）的相位角差的同源纵向傅里叶模在密切的类星体对光谱。贝叶斯形式主义的相位角PDF的基础上，和MCMC技术被用来表征未来的牛仔裤尺度测量的精度，并探讨退化与其他热参数管理的IGM。IGM的半解析模型用于从暗物质模拟生成500个热模型的网格。我们的全参数研究表明，一个现实的样本只有20个密切的类星体对光谱可以精确到5%的精度，独立的参数控制的IGM的温度-密度关系的金斯尺度。我们表明，这种新方法是不敏感的电池的系统，如连续拟合误差，不精确的知识的噪声和光谱分辨率，金属线吸收。
2013-05-01 astro-ph.CO
Signatures of Small-scale Structure of the Pre-reionization Intergalactic Medium in $z\gtrsim7$ Quasar Proximity Zones
本研究通过一维电离辐射转移后处理模拟，发现z≈7.5类星体近邻区的Lyα透射统计可在2σ水平区分再电离前星系际介质的冷暗物质、温暗物质及X射线加热模型，为探测早期宇宙小尺度结构提供新途径。
2023-12-11 astro-ph.CO
A first direct measurement of the intergalactic medium temperature around a quasar at z=6
星系际介质（IGM）的热状态提供了HI和HeII再电离时期的间接探测。目前对Lya森林IGM温度的限制仅限于红移范围2<z<4.5，限制了探测HI再电离热记忆的能力。本文通过分析SDSS J 0818 +1722近区Lya吸收线的多普勒宽度，首次直接测量了z=6类星体周围的IGM温度。我们使用一个高分辨率（R= 40000）凯克/HIRES光谱结合详细的数值模拟，以获得温度在平均密度，T_0=23600 \pm^5 000_6900 K（\pm^9 200_9300 K）在68（95）%的置信度假设先验概率13500 K <T_0<38500 K以下HI和HeII再电离。这使我们能够将HI再电离的红移z_H的上限设置在SDSS J 0818 +1722的33 Mpc内。如果类星体使其附近的HeII再电离，那么在瞬时再电离的极限下，我们推断z_H<9.0（11.0），置信度为68%（95%），假设光加热是主要热源，HI再电离是由具有软光谱的电离源驱动的，这是典型的星族II星。如果SDSS J 0818 +1722周围IGM中的HI和HeII被一群大质量无金属恒星同时再电离，其特征是非常硬的电离光谱，我们得到一个更严格的上限z_H<8.4（9.4）。在更高的红移下开始再电离产生的温度相对于我们的约束太低，除非HI电离源或类星体本身的光谱比通常假设的要硬得多。
2010-03-25 astro-ph.CO
Monitoring Quasar Colour Variability in Stripe 82
宽吸收线（BAL）槽的变化主要是由于横向于我们视线的云运动。变化发生的速率指示云的速度，这可以提供云与中心源的距离的约束。这需要在可变性事件期间进行详细的光谱分析。这种光谱已经被证明是难以捉摸的，这表明变异的时间尺度要么太短而无法捕捉，要么太长而无法注意到，直到足够的时间过去。BAL类星体颜色的光度监测可能被用作早期预警系统，以触发BAL变化的时间分辨光谱监测。为此，我们正在分析BAL和非BAL颜色变化使用时间序列测光条纹82在斯隆数字巡天。
2012-03-09 astro-ph.CO
Equation of state of the intergalactic medium in the early Universe
类星体光谱中Ly $α$森林的光谱被证明是探测星系际气体的有用工具。我们开发了Ly $α$林线Voigt轮廓拟合的自动程序。我们在Keck望远镜存档的9个高分辨率（$\sim 50000$）类星体的高信噪比（$\sim 50 -100$）谱上运行该程序，获得了拟合良好的Ly $α$单谱线的样本。用物理上合理的模型拟合该样品的柱密度和多普勒参数的联合二维分布，我们估计了星系际介质状态方程在红移范围$z\sim 2-3$内的幂律指数$γ$。我们发现，我们的测量是在协议与其他群体获得的Voigt轮廓拟合技术的测量。
2018-03-02 astro-ph.CO
Near-Infrared Colours of Active Galactic Nuclei
我们提出了近红外颜色选择标准，以提取活动星系核（AGN）使用近红外色-色图（CCD）和预测的近红外颜色演化相对于红移。首先，我们用2 MASS点源星表对两个活动星系核星表进行了交叉识别，确定了类星体/活动星系核在近红外CCD上的轨迹和红移-色关系。在CCD中，70 - 80%以上的活动星系核的轨迹可以与恒星轨迹区分开来。为了研究类星体的颜色，我们使用Hyperz代码模拟了近红外颜色。假设一个真实的类星体SED，我们得到了具有红移（z ~ 11）的类星体的模拟近红外颜色。模拟的颜色不仅可以再现红移-颜色关系，而且可以再现类星体/活动星系核在近红外CCD中的轨迹。最后，我们讨论了其他类型的物体污染的可能性。我们比较了活动星系核的轨迹与其他四种类型的对象（即，微类星体，CV，LMXB，和MYSO）具有类似的辐射机制的活动星系核。在近红外CCD中，每种类型的对象位于与恒星轨迹相似的位置。因此，很可能基于近红外CCD中的轨迹来区分四种类型的对象。我们还考虑了遥远的正常星系的污染。还使用Hyperz代码模拟了几种类型星系的近红外颜色。虽然z ~ 1的星系具有与活动星系核相似的近红外颜色，但这些星系不太可能被探测到，因为它们非常微弱。换句话说，在近红外CCD中，应该很少有星系污染活动星系核的轨迹。因此，我们可以在近红外CCD的基础上提取可靠的活动星系核候选者。
2009-10-20 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
Probing the parameters of the intergalactic medium using quasars
我们继续我们的系列论文星系际介质（IGM）示踪剂使用类星体（QSO），检查伽马射线暴（GRB）和耀变体在早期的研究。我们估计IGM的氢柱密度（Nhxigm），温度和金属丰度使用XMM-牛顿类星体光谱在一个大的红移范围内，与碰撞电离平衡（CIE）模型的电离等离子体。的Nhxigm参数的结果是强大的内在的幂律，光谱计数，反射峰和软过剩功能。有范围的光度偏差的光度和Nhxigm规模与红移，但我们发现这不太可能考虑到一致的IGM参数结果在其他示踪剂类型的审查。插入高柱密度吸收器的影响被发现是最小的。来自类星体样本的Nhxigm标度为（1 + z）^1.5 +/-0.2。z = 0时的平均氢密度为n 0 =（2.8 +/- 0.3）x 10^-7 cm^-3，整个红移范围内的平均IGM温度为log（T/K）= 6.5+/-0.1，平均金属丰度为[X/H] = -1.3+/-0.1（Z 0.05）。与我们以前的GRB和blazar示踪剂聚合，我们得出结论，我们已经提供了IGM的贡献，并在光谱中看到的总X射线吸收的证据。这些结果是基于IGM所使用的必要的简化板模型，由于目前的X射线数据无法约束IGM红移分布
2022-03-20 astro-ph.CO
Prospects for constraining quasar ages with fiber spectrographs: quasar-induced Ly$α$ emission from the intergalactic medium
本文构建理论模型研究类星体诱发的星系际介质 Lyα 发射，发现光学厚气体云的荧光贡献主导，并评估了 PFS 巡天中类星体-Lyα 发射交叉相关的可探测性，指出该贡献仅能解释 BOSS/eBOSS 测量值的约 10%。
2024-06-09 astro-ph.CO astro-ph.GA
Possible Contamination of the Intergalactic Medium Damping Wing in ULAS J1342+0928 by Proximate Damped Ly$α$ Absorption
针对 z=7.54 类星体 ULAS J1342+0928，研究指出前景近侧阻尼 Lyα 吸收可能模拟星系际介质阻尼翼，凸显深度光谱纯化样本的必要。
2023-12-11 astro-ph.CO astro-ph.GA
A Significantly Neutral Intergalactic Medium Around the Luminous z=7 Quasar J0252-0503
明亮的$z\ge7$类星体提供了再电离时期超大质量黑洞和星系际介质演化的直接探测。在单一EoR类星体光谱中可以检测到IGM中中性氢留下的Ly $α$阻尼翼吸收，从而可以测量IGM中的中性部分。然而，阻尼翼的功能只被发现在两个$z>7$类星体在以前的研究。本文介绍了利用Keck/NIRES和Gemini/GMOS获得的$z=7.00$类星体DES J025216.64- 050331.8的新的高质量光学和近红外光谱。通过使用镁II单历元维里方法，我们发现它的主机$\rm (1.39\pm0.16) \times10^{9} ~M_\odot$ SMBH在$λ_{\rm Edd}=0.7\pm0.1$的爱丁顿比吸积，与其他发光$z\sim 7$类星体中看到的值一致。此外，光谱的Ly $α$区域表现出强阻尼机翼吸收特征。在类星体光谱中没有相关的金属吸收，表明这种吸收是由中性IGM留下的。使用Davies等人开发的最先进的模型，我们在类星体寿命为$10^3\le t_{\rm Q}\le10^8$年的边缘化时，在68%（95%）的置信区间内测量到体积平均中性氢分数为$\langle x_{\rm HI} \rangle = 0.70^{+0.20}_{-0.23} (^{+0.28}_{-0.48})$的$z=7$。这是迄今为止使用再电离时代类星体光谱测量到的最高IGM中性分数。
2020-04-22 astro-ph.CO astro-ph.GA
Two bright z > 6 quasars from VST ATLAS and a new method of optical plus mid-infra-red colour selection
我们发现了两个z > 6的类星体，它们被选为VST ATLAS巡天中i波段的退出者。我们的第一个类星体有红移，z = 6.31 \pm 0.03，z波段星等，z_AB = 19.63 \pm 0.08，静止坐标系1450 A绝对星等，M_1450 = -27.8 \pm 0.2，使它成为已知z > 6的第二个最明亮的类星体。第二个类星体的z = 6.02 \pm 0.03，z_AB = 19.54 \pm 0.08，M_1450 = -27.0 \pm 0.1。我们还恢复了Venemans等人发现的z = 5.86的类星体（2015，准备中）。为了选择我们的类星体，我们使用了一个新的3D颜色空间，将ATLAS光学颜色与来自宽视场红外巡天探测器（WISE）的中红外数据相结合。我们用i_AB-z_AB色排除主序星、星系和低红移类星体，用W_1-W_2排除L矮星，用z_AB-W_2排除T矮星。一组限制性的颜色切割只返回我们的三个高红移类星体，没有污染物，尽管样本完整性约为50%。我们讨论了如何使用我们的3D颜色空间来拒绝明亮的5.7 < z < 6.3类星体样本中的大多数污染物，取代后续的近红外测光，同时保持高完整性。
2015-06-08 astro-ph.CO astro-ph.GA
Cosmic Reionization on Computers: Statistical Properties of the Distributions of Mean Opacities
本文利用 CROC 模拟分析再电离时期星系际介质平均不透明度的统计分布，发现其在低红移与观测一致，但高红移分布过窄，印证模拟中再电离过早。
2025-03-13 astro-ph.CO
The Opacity of the Intergalactic Medium Measured Along Quasar Sightlines at $z\sim 6$
我们公开发布了一个新的$34$中等分辨率类星体光谱的样本，在$5.77\leq z_{\rm em}\leq6.54$观测的Echellette摄谱仪和成像仪（ESI）的凯克望远镜。这个类星体样本代表了一个理想的实验室，研究星系际介质（IGM）在再电离时代的结束阶段，并限制相变的时间和形态。对于我们最高信噪比光谱的$23$子集（S/N $>7$，每个$10\,{\rm km\,s^{-1}}$像素），我们提出了一个新的测量莱曼- $α$（Ly $α$）森林不透明度跨越红移范围$4.8\lesssim z\lesssim6.3$。我们仔细地消除了光谱区域，这些区域可能会导致我们的测量偏差，这是由于类星体邻近区域的额外透射通量，或者由于沿视线的强干扰吸收系统引起的额外吸收。我们比较观察到的IGM不透明度与红移的演变预测从流体动力学模拟均匀的紫外线背景（UVB）辐射，以及两个半数值补丁再电离模型，一个波动的UVB和另一个波动的温度场。我们的测量结果表明，在$z\gtrsim5.0$的不透明度急剧上升，散射增加，从而支持一个空间不均匀的再电离过程的图片，与以前的工作一致。然而，我们在$5.3\lesssim z\lesssim5.7$测量的光学深度明显高于以前的研究，这降低了最高不透明度Gunn-Peterson槽和IGM的平均不透明度趋势之间的对比度，这可能会缓解一些以前注意到的这些测量…
2018-08-14 astro-ph.CO astro-ph.GA
Effective Opacity of the Intergalactic Medium from Galaxy Spectra Analysis
本文利用281个Lyman-Break Galerkin（LBG）在红移范围$2 \lesssim z \lesssim 3$内的合成光谱测量了星系际介质（IGM）的有效不透明度（$τ_{eff}$）。我们的光谱取自COSMOS Lyman-Alpha映射和层析观测（CLAMATO）调查，该调查来自W.M.上的低分辨率成像光谱仪（LRIS）。我是望远镜。我们在两个红移区间生成复合光谱，并将其与由简单恒星星族组成的光谱能量分布（SED）模型进行拟合。将这些SED模型外推到Ly $α$森林中，我们测量了$2.02 \leq z \leq 2.44$范围内的有效Ly $α$不透明度（$τ_{eff}$）。在$z = 2.22$中，我们通过对数据的幂律拟合来估计$τ_{eff} = 0.159 \pm 0.001$。这些测量结果与$z<2.5$类星体分析的估计一致，表明与规范化类星体连续体相关的系统误差并不重要。我们提供了一个高斯过程模型，我们的结果和以前的$τ_{eff}$测量，描述了从$z = 1.5 - 4$在$τ_{eff}$的陡峭的红移演化。
2020-05-22 astro-ph.CO
Quasar Radiative Feedback May Suppress Galaxy Growth on Intergalactic Scales at $z = 6.3$
Steward Observatory, University of Arizona（亚利桑那大学斯图尔德天文台）；School of Earth and Space Exploration, Arizona State University（亚利桑那州立大学地球与空间探索学院）；Augustana Campus, University of Alberta（阿尔伯塔大学奥古斯都校区）；MIT Kavli Institute for Astrophysics and Space Research（麻省理工学院卡弗里天体物理学与空间研究研究所）；Department of Physics, Massachusetts Institute of Technology（麻省理工学院物理系）；Center for Frontier Science, Chiba University（千叶大学前沿科学中心）；Department of Physics, University of Oxford（牛津大学物理系）；Department of Astronomy, Tsinghua University（清华大学天文系）；Division of Particle and Astrophysical Science, Nagoya University（名古屋大学粒子与天体物理科学分部）；Kavli Institute for Cosmology, University of Cambridge（剑桥大学卡弗里宇宙学研究所）；Cavendish Laboratory - Astrophysics Group, University of Cambridge（剑桥大学卡文迪许实验室天体物理组）；Department of Physics and Astronomy, University College London（伦敦大学学院物理与天文系）；AURA for the European Space Agency (ESA), Space Telescope Science Institute（欧洲航天局（ESA）授权机构AURA，太空望远镜科学研究所）；Department of Astronomy, University of Michigan（密歇根大学天文系）
研究发现类星体辐射抑制了附近星系的近期恒星形成，表明快速H2光解离可能解释了其辐射反馈作用。
2025-11-19 astro-ph.CO astro-ph.GA
A complete 3D numerical study of the effects of pseudoscalar-photon mixing on quasar polarizations
我们提出的三维模拟的结果，类星体偏振的赝标量光子混合存在的星系际介质。假设星系际磁场在波矢空间是不相关的，但在实空间是相关的。这样一个场，如果它的起源是原始的，就可以得到。此外，我们假设，类星体，位于宇宙学距离，有可忽略的初始偏振。在赝标量光子混合的存在下，我们表明，通过与观测的直接比较，这可以解释大爆炸宇宙学框架内观察到的类星体极化的大尺度排列。我们发现，模拟结果给出了一个相当好的拟合观测数据。
2012-03-15 astro-ph.CO hep-ph
A framework to measure the properties of intergalactic metal systems with two-point flux statistics
本研究提出一种利用两点流量统计无偏测量星系际金属系统丰度、温度、成团性的框架，在DESI早期数据等多离子样本上验证发现C IV丰度高于此前测量且存在演化，后续将用更多DESI数据开展深入研究。
2023-05-06 astro-ph.CO
A luminous quasar at a redshift of z = 7.085
星系际介质直到大爆炸后大约10亿年才完全被再电离，这是由红移小于6.5的类星体的观测所揭示的。然而，探测更高的红移是困难的，因为类星体在历史上是在光学巡天中被发现的，而光学巡天对红移超过6.5的源不敏感。在这里，我们报告了一个类星体（ULAS J112001.48+064124.3）的观测结果，红移为7.085，这是大爆炸后的7.7亿年。ULAS J1120+0461的光度为6.3x10^13 L_Sun，并拥有一个质量为2x10^9 M_Sun的黑洞（其中L_Sun和M_Sun是太阳的光度和质量）。ULAS J1120+0641周围的电离近区的测量半径为1.9兆秒差距，比红移在6.0和6.4之间的类星体的典型半径小三倍。近区透射剖面与Ly α阻尼翼一致，表明ULAS J1120+0641前方星系际介质的中性部分超过0.1。
2011-06-30 astro-ph.CO
HST/COS Observations of the Quasar Q0302-003: Probing the He II Reionization Epoch and QSO Proximity Effects
Q 0302 -003（$z=3.2860 \pm 0.0005$）是发现的第一个显示He II Gunn-Peterson槽的类星体，这是$z=3.2860 \pm 0.0005$不完全氦再电离的标志。我们提出了它的HST/宇宙起源光谱仪远紫外中分辨率光谱，它解决了许多光谱特征的第一次，允许研究类星体本身，星系际介质，类星体邻近效应。Q 0302 -003有一个比先前声称的更硬的固有极端紫外光谱指数，这是从光谱的直接拟合（产生$α_ν = -0.8$）和类星体的视线接近区的氦-氢离子比确定的。沿着这条视线的星系际吸收表明，除了由于本地源引起的电离之外，氦冈恩-彼得森槽在$2.87 < z < 3.20$范围内大部分是黑色的，这表明氦的再电离在这些红移处还没有完成。然而，我们尝试性地报告了在低密度区域时在高红移槽中检测到非零通量，但在高密度区域为零通量。这限制了He II分数为几个百分比，表明氦再电离已经通过$z \sim 3.1$取得了实质性进展。冈恩-彼得森海槽恢复到$z < 2.87$的He II Ly $α$森林。我们证实了一个传输功能，由于电离区周围的$z = 3.05$类星体只是离开视线，并解决了功能的第一次。我们发现了一个类似的特征，可能是由距离视线更远的一个发光的$z = 3.23$类星体引起的，这表明这个类星体已经发光超过3400万年。
2014-02-13 astro-ph.CO
X-ray ionization of the intergalactic medium by quasars
我们用辐射传输程序\texttt{CRASH4}研究了类星体对周围星系际介质电离的影响。在与解析解比较后，我们对一个包含类ULAS J1120+0641的宇宙体（$ \approx 1.5\times 10^4$ Mpc $^3 h^{-3}$）进行了后处理，类ULAS J1120+0641的类星体被一个$5 \times 10^{11} {\rm M}_\odot h^{-1}$暗物质晕所包围。我们发现：（一）平均HII区域（$R\sim3.2$ ~pMpc在寿命$t_f = 10^7$ ~yrs中）主要由UV通量设定，与半解析标度关系一致;（ii）在很大程度上中性的（$x_{\textrm{HII}} < 0.001$），温热（$T\sim 10^3$ ~K）尾在电离锋外延伸了几个Mpc，这是X射线通量的结果;（iii）LyC不透明的不均匀性诱导$R$中的视线（LOS）散射高达几个物理Mpc，与DLA方案一致，提出解释ULAS J1120+0641电离区域的异常大小。另一方面，与电离率$\dot{N}_{γ,0} \sim 10^{57}$ ~s $^{-1}$，假设的DLA集群和气体不透明度，只有一个LOS显示HII区与观察到的兼容。我们推断，要么类星体的电离率至少低一个数量级，要么ULAS J1120+0641亮相比$10^7$ ~ yrs短。
2018-05-29 astro-ph.CO astro-ph.GA physics.atom-ph
Estimation of the temperature-density relation in the intergalactic medium at $\mathbf{z\sim 2-4}$ via Ly$\mathbfα$ forest
类星体光谱提供了一个独特的机会，研究星系际介质在高红移。对Ly $α$森林的谱分析使我们能够约束星系际介质的有效状态方程及其在宇宙演化过程中的变化。本文根据Keck望远镜获得的50个高分辨率类星体光谱中Ly $α$森林线的Voigt轮廓拟合，给出了$z=1.6-3.7$范围内6个红移仓IGM中温度-密度关系的幂律指数$γ$的新测量值。我们发现IGM态在$z\sim 3$处接近于等温态（$γ\approx 1$），这可能表明HeII在此红移处发生了再电离.
2018-06-04 astro-ph.CO
Intergalactic Magnetogenesis at Cosmic Dawn by Photoionization
我们提出了一个天体物理机制，产生宇宙磁场在再电离时代的详细分析。它基于宇宙中形成的第一个源对星系际介质的光电离。首先导出了诱导方程，然后确定了该机制的特征长度和时间尺度，最后对第一恒星、原始星系和遥远的强类星体进行了数值计算。在这些简单的例子中，产生的磁场强度在源的斯特伦格伦球之间的中性星系际介质中的几百千秒差距的$10^{-23}$ G到几百秒差距的$10^{-19}$ G之间变化。因此，这种机制有助于整个宇宙在大尺度结构形成之前的预磁化。它在再电离时期的任何时候，与任何电离源一起运作。最后，所产生的领域拥有一个特征的空间配置，这可能有助于区分这些种子从那些产生不同的机制。
2015-06-26 astro-ph.CO
Three- and two-point spatial correlations of intergalactic medium at $z\sim 2$ using projected quasar triplets
我们目前的两个和三个点的相关函数的Ly $α$森林（在$2\le z\le 2.5$）的分析使用的X-射手光谱的三个背景类星体三胞胎探测横向分离0.5-1.6 pMpc。我们目前的统计数据的基础上确定使用Voigt轮廓拟合传输通量和云。我们表明，所观察到的两点，三点相关函数和减少三点相关（即Q）很好地再现了我们的模拟。我们分配的概率，同时使用我们的模拟实现所有观察到的相关性。我们的模拟表明，增加相关幅度和Q与增加$N_{\rm HI}$。我们在观察中也大致看到了这一趋势。我们在其中一个三联体中鉴定出17 $\mathring{A}$（即14.2 $h^{-1}$ cMpc，报告的最长之一）宽的并发缺口。这样的间隙只在我们模拟的视线中的14.2%中实现，并且大部分时间属于物质分布中的空隙。在第二个三联体中，我们在一个窄的红移间隔（即$Δz = 0.088$）内沿所有三个视线（空间间隔为0.64至1.6 pMpc）检测到DLA。探测到一个前景类星体（距离三重态视线$\sim$ 1 pMpc）和这些DLA周围的过量部分莱曼极限系统表明，我们可能正在探测一个大的过密区域。我们还报道了仅在纵向上与$\sim 500$ $km s^{-1}$的正CIV- CIV相关性。此外，我们得出结论，在横向和纵向上，对于高达$\sim 1000$ $km s^{-1}$的尺度的更高的$N_{\rm HI}…
2019-07-03 astro-ph.CO astro-ph.GA
Host galaxies of luminous quasars: population synthesis of optical off-axis spectra
越来越多的证据表明活动星系核活动与星系演化之间存在联系。为了进一步了解这一潜在的重要演化阶段，我们分析类星体宿主星系的属性。本文提出了一种离轴光谱的粒子数合成模拟技术，其结果约束了亮类星体（M_V（nuc）<-23）的主色和恒星年龄。我们的技术是类似于完善的静止星系模型，修改，以适应散射核光（大气，仪器和主机星系散射光的组合）观察离轴。在我们的模型中，减去剩余的散射类星体的光，同时建模的主机星系的组成恒星星族。该技术的可靠性通过Monte-Carlo例程进行测试，其中确定具有已知参数的合成光谱与模型输出之间的对应关系。应用此模型的初步样本10个对象，并与以前的研究。光谱数据是通过凯克和WIYN望远镜的长缝和积分场单元观测获得的。我们确认，椭圆类星体主机是可区分的（蓝色）从静止帧B-V色的不活跃的椭圆。此外，我们还注意到，射电发光（L_5GHz > 10^40 erg s^-1）类星体与射电发光较弱的类星体相比，更倾向于位于更红的宿主星系中。虽然我们的射电发光样本的主色和年龄非常接近绿谷，但我们的射电微弱样本与静止的恒星形成星系一致。然而，需要进一步的观察来证实这些结果。最后，我们讨论了未来的应用程序，我们的技术上获得更大的样本的对象通过SALT和WIYN望远镜观测活动。
2010-06-10 astro-ph.CO
X-shooter observations of QSO pairs
类星体对的观测是研究星系际介质的有力工具，特别提供了不仅沿视线而且沿横向的类星体辐射反馈的信息。在本文中，我们提出的光谱的四个类星体对，我们观察到的X-射手，我们讨论了两个单独的光谱的影响，存在一个密切的类星体在前景。
2011-01-10 astro-ph.CO
WEAVE-QSO: A Massive Intergalactic Medium Survey for the William Herschel Telescope
在这些会议记录中，我们描述了WEAVE-QSO调查，该调查将从2018年开始观测大约40万个高红移类星体。这次调查是在4.2米威廉赫歇尔望远镜进行的更广泛的WEAVE调查的一部分。我们将主要关注科学目标，但也将简要总结预期的目标选择方法和预期的调查计划。理解宇宙膨胀的明显加速是我们这个时代的关键科学挑战之一。人们已经提出了许多实验来研究这种膨胀，使用各种技术。在这里，我们描述了一个调查，可以测量这种加速度，因此有助于阐明暗能量的性质：莱曼α森林（和类星体吸收一般）的光谱向z>2类星体（QSO）的调查。对中微子质量和暖暗物质的进一步限制也在预料之中。同样的数据也将通过研究与附近星系和宇宙网相关的流入/流出气体的性质来阐明星系形成。气体的性质对密度、温度、紫外线辐射、金属丰度和丰度模式都很敏感，因此以各种方式制约着星系形成。WEAVE-QSO将研究柱密度动态范围超过8个数量级的吸收体、它们的热展宽以及大量元素和电离物质。WEAVE-QSO调查的一个核心原则是主要通过使用J-PAS（r < 23.2）和Gaia（r < 20）数据以接近100%的效率瞄准QSO。
2016-11-28 astro-ph.CO
From the Intergalactic to the Interstellar Scales -- EQUALS: a High-resolution Legacy Survey of Gas in the Distant Universe Using ESPRESSO
Camosun College（卡莫森学院）；INAF–Trieste Astronomical Observatory（意大利国家天体物理研究所的里雅斯特天文台）；University of Chile（智利大学）；University of Trieste（的里雅斯特大学）；INAF–Padua Astronomical Observatory（意大利国家天体物理研究所帕多瓦天文台）；Hamburg University（汉堡大学）；University of Hertfordshire（赫特福德大学）；IAP, Paris（巴黎天体物理研究所）；ESO（欧洲南方天文台）；SISSA（国际高等研究学院）；Durham University（杜伦大学）
EQUALS利用ESPRESSO高精度光谱观测，研究遥远宇宙中气体分布，以揭示宇宙演化过程及暗物质性质。
2025-12-05 astro-ph.CO astro-ph.GA
Probing Large-scale UV Background Inhomogeneity Associated with Quasars using Metal Absorption
我们研究了与高红移类星体种群相关的三维大尺度紫外背景不均匀性。我们这样做是通过测量金属吸收通过类星体吸收光谱叠加作为一个函数的距离最近的类星体在SDSS-IV/eBOSS上10秒的共同移动megaparsec尺度。我们研究了星系际介质吸收体和混合环星系介质吸收体以及O VI、C IV、Si IV和Si III中的探测吸收。在$2.4<z<3.1$的类星体附近可以看到总体上更强的高电离物质吸收。O VI吸收显示出特别强烈的变化，在某些情况下，C IV的影响是明显的，而Si III和Si IV的影响更小。我们进一步研究了$2.05<z<2.4$（随着时间的推移增加均匀性的微弱迹象），并探讨了金属吸收作为综合SDSS-r带通量类星体通量的函数的研究（产生一致但不太重要的结果）。虽然金属吸收确实显示出对大规模3D类星体接近的敏感性，但目前不完整的类星体样本限制了详细的解释。然而，这项工作确实表明，紫外线背景不均匀性存在于与类星体相关的几十秒的同动megaparsec尺度上，并且可以通过检查星系际介质中的金属吸收来精确测量。
2020-12-01 astro-ph.CO astro-ph.GA
The effect of dust bias on the census of neutral gas and metals in the high-redshift Universe due to SDSS-II quasar colour selection
我们提出了一个系统的研究的影响，灰尘的偏见阻尼莱曼- $α$吸收剂（DLAs）的样品。这种偏差是斯隆数字巡天（SDSS）在数据发布7（DR 7）之前选择类星体目标时使用的星等和颜色标准的影响。之前已经量化了偏差，假设只有灰尘遮蔽的贡献。在这项工作中，我们应用了SDSS DR 7之前使用的全套幅度和颜色标准，以量化灰尘对灰尘和富含金属的DLA的偏置的全面影响。我们应用类星体的目标选择算法的建模人口的固有颜色，并通过探索的参数空间组成的红移，（$z_{\rm QSO}$和$z_{\rm abs}$），光学消光，HI柱密度，我们演示了如何选择概率取决于这些变量。我们量化的尘埃偏见在z=3的DLAs派生的以下属性：发病率，中性氢和金属的质量密度，平均金属丰度。我们发现，所有数量都受到了显著影响。当考虑所有的不确定性时，中性氢的质量密度被低估了10%到50%，金属中的质量密度被低估了30%到200%。最后，我们发现偏置依赖于红移。在红移z=2.2时，中性氢和金属的质量密度可能分别被低估了2倍和5倍。为了准确地解释和模拟吸收选择星系的性质和金属丰度演化，描述这种偏差是至关重要的。
2019-04-15 astro-ph.CO astro-ph.GA
Effect of non-equilibrium ionization on derived physical conditions of the high-$z$ intergalactic medium
非平衡电离效应在宇宙学流体动力学模拟中很重要，但计算量很大。利用电离和温度演化程序（CITE）研究了不同类星体光谱能量分布（SED）产生的非平衡电离演化和紫外电离背景（UVB）对$2\leq z \leq 6$星系际介质（IGM）物理条件的影响。CITE产生的结果匹配以及自洽模拟更有效。与平衡模型相比，非平衡模型中的HeII再电离过程进行得更快。HeII再电离的红移强烈地依赖于类星体的SED，并且在类星体SED较平坦的UVB模型中发生得更早。在这个时期，温度-密度关系的归一化，$T_0(z)$，有一个最大值，而斜率，$γ(z)$，有一个最小值，但发生在不同的红移。$T_0$是更高的非平衡模型中使用UVB获得较平坦的类星体的SEDs。虽然我们的模型产生的观察到的中位数HeII有效的光学深度的演变和分散的平衡和非平衡的考虑，解释所观察到的累积分布，我们可能需要考虑波动的UVB。对于一个给定的UVB模型，由HI有效光学厚度（$τ_{\rm eff,HI}$）导出的HI光电离率对平衡模型和非平衡模型的红移依赖性是不同的.这可能导致对源的电离发射率演化的不同要求。我们发现，在没有强大的压差平滑效应，它是可能的恢复$T_0$和$γ$实现非平衡模型从平衡模型产生的重新缩放的光加热速率，同时产生相同的$τ_{\rm eff,HI}$。
2019-09-26 astro-ph.CO astro-ph.GA
Large-scale 3D mapping of the intergalactic medium using the Lyman Alpha Forest
用莱曼α森林可以绘制出红移为2-4的宇宙大尺度结构图，它是对低红移星系巡天的补充。我们应用Caucci等人的Wiener插值方法，从宇宙流体动力学模拟中获得的Lyman-alpha森林光谱集构建三维地图。我们模仿一些当前和未来的类星体红移调查（BOSS，eBOSS和MS-DESI）通过选择类似的视线密度。我们使用这些适当的子集的莱曼-α吸收视线重建完整的三维莱曼-α通量场，并执行真实和重建的字段之间的比较。我们用自相关和互相关分析、切片图、局部峰值和逐点散射研究了星系际介质（IGM）图的全局统计性质。我们发现IGM的密度场和统计性质都得到了很好的恢复，从而得到的IGM图可以被有意义地认为是代表了与Caucci等人一致的大尺度宇宙图，在更大的规模和更稀疏的视线比以前测试。从数量上讲，对于与当前和近期观测相当的视线参数，在尺度> 30 h^-1 Mpc时，真实场和重建场之间的相关系数r > 0.9。映射的属性对所使用的协方差矩阵的精确形式相对不敏感。最终的BOSS类星体莱曼α森林样本将允许在红移1.9 ~ 2.3之间、体积约为15 h^-3 Gpc^3、分辨率约为30 h^-1 Mpc的区域内绘制出地图。
2016-02-04 astro-ph.CO
Fisher Analysis on Wide-Band Polarimetry for Probing the Intergalactic Magnetic Field
我们调查的能力正在进行的射电望远镜探测法拉第旋转测量（RM）由于星系际磁场（IGMF）在宇宙的大尺度结构，预计将是$O(1) {\rm rad/m^2}$。我们考虑一个紧凑的无线电源，如类星体背后的扩散源，如银河系的偏振观测，并计算斯托克斯参数$Q$和$U$假设一个简单的模型的法拉第色散函数的高斯形状。然后，我们进行Fisher分析，估计预期误差的模型参数从QU拟合的偏振强度，占澳大利亚平方公里阵列探路者，低频阵列，和巨型米波射电望远镜的灵敏度和频带。最后，我们研究了检测IGMF所需的源强度的条件。我们的分析表明，QU拟合是有希望的宽带偏振测量，探索RM由于IGMF的星系丝。
2013-08-26 astro-ph.CO
Thermal state of the intergalactic medium near to the optical limit for the Ly-$α$ forest
本文研究了$1.6 \leq z < 2.0$区域内星系际介质的温度-密度关系。为此目的，Ly- $α$森林分解成个人的吸收轮廓被用于研究35个公开可用的类星体光谱获得的紫外和视觉中阶梯光谱仪（UVES）的甚大望远镜（ESO）和高分辨率中阶梯光谱仪（HIRES）的凯克望远镜。为了确定$b - N_{HI}$分布中的热状态敏感截止位置，采用了迭代拟合过程。使用模拟Ly- $α$森林数据进行校准的测量产生的23个流体动力学模拟与不同的热历史。平均密度温度的值对应于各种模型预测的在较低红移处的下降趋势。在幂律指数的情况下，确定的值接近1.6，这是预期在所有再电离事件后，在各种模型假设的平衡的光加热与绝热冷却。
2021-05-17 astro-ph.CO
Metals in the z~3 intergalactic medium: results from an ultra-high signal-to-noise ratio UVES quasar spectrum
在这项工作中，我们调查的丰度和分布的星系际介质（IGM）在$\langle z \rangle \simeq 2.8$通过分析的超高信噪比UVES光谱的类星体HE 0940 -1050。在CIV森林中，我们的深谱在$3\,σ$对列密度低至$\log N_{\rm CIV} \simeq 11.4$的谱线敏感，并且在考虑的红移范围的60%中低至$\simeq11.1$。在我们的样品中，所有含$\log N_{\rm HI} \ge 14.8$的HI系均显示出相关的CIV吸收。在$14.0 \le \log N_{\rm HI} <14.8$范围内，43%的HI谱线具有相关的CIV吸收。在$\log N_{\rm HI} < 14.0$中，检测率下降到$<10$ %，这可能是由于我们的灵敏度限制，而不是由于气体丰度特性的实际变化。在$\log N_{\rm HI} \ge 14$的范围内，我们观察到一个分数的HI线与检测到的CIV的一个因素的2比分数的HI线躺在环银河系介质（CGM）的相对明亮的莱曼break星系托管的暗物质晕与$\langle M\rangle \sim10^{12}$ M $_{\odot}$。我们的结果与光电离模型的网格和两个宇宙学模拟的输出的比较意味着IGM气体富集到金属丰度$\log Z/Z_{\odot} \ge -3$的体积填充因子应该是$\sim 10-…
2016-09-13 astro-ph.CO astro-ph.GA
Gas Accretion and Star-Formation Rates with IFUs and Background Quasars
恒星形成星系（SFG）以有规律的速度形成恒星，形成所谓的主序星（MS）。然而，对它们的含气量的所有研究表明，它们的气藏应该在0.5-2 Gyr内耗尽。因此，SFG被认为是由星系际气体的持续吸积来提供能量，以维持其恒星形成活动。然而，这种吸积现象的直接观测证据一直难以捉摸。从理论上讲，来自星系际介质的吸积气体预计将围绕光环运行，不仅为恒星形成提供燃料，还为星系提供角动量。因此，预期该吸积材料形成气体结构，该气体结构一旦在$r<0.3\;R_{\rm vir}$或$r<10-30$ kpc下就应当与宿主共转。由于恒星形成盘和这种扩展的气体结构之间的粗略对齐，吸积物质可以最容易地用背景类星体和积分场单元（IFU）的组合来检测。在这一章中，吸积研究使用这种技术进行了审查。
2017-01-30 astro-ph.CO astro-ph.GA
Unidentified quasars among stationary objects from Gaia DR2
在这里，我们采用一种新的技术选择类星体候选人纯粹的来源与零自行盖亚数据发布2（DR 2）。我们证明，这种方法是非常有效的高银河系纬度与< 25%的恒星源污染。这样的选择技术提供了一个非常纯粹的样本完整性，因为所有的宇宙学点源都被选择，而不管它们在盖亚极限星等内的固有光谱特性。我们进行了试点研究，通过定义一个样本编译，包括所有盖亚-DR 2源在一个度的北银河系极点（NGP）选择有自行与零一致的2西格玛不确定性。通过交叉匹配的样品，以光学斯隆数字巡天（SDSS）和中红外AllWISE测光目录，我们调查的颜色，我们的每一个来源。因此，结合已经通过光谱确认的类星体，我们能够确定我们选择的效率。大多数零自行源具有与已知类星体一致的光学到中红外颜色。剩下的可能是污染恒星源，但也有一些可能是颜色与恒星相似的类星体。需要对零自行源进行光谱跟踪，以揭示迄今为止隐藏的类星体群。这种方法有可能使许多重要的问题，如确定尘埃遮蔽类星体的分数，宽吸收线（BAL）类星体的分数，和阻尼莱曼- $α$吸收剂的金属丰度分布的实质性进展。该技术还可能揭示新类型的类星体，甚至新类别的宇宙学点源。
2018-05-09 astro-ph.CO astro-ph.GA
Detection of colour variations from gravitational microlensing observations in the quadruple quasar HE0435-1223: Implications for the accretion disk
Astronomisches Rechen-Institut, Zentrum für Astronomie der Universität Heidelberg（海德堡大学天文学计算研究所，天文学中心）
通过对四重类星体HE0435-1223的引力微透镜监测观测，分析其色光变曲线，结合模拟推断吸积盘性质，得出与标准薄盘理论一致的大小比，确定半光半径及焦散线穿越频率。
2025-09-11 astro-ph.CO astro-ph.GA
Characteristics of He II Proximity Profiles
z~3类星体光谱中的邻近剖面是研究星系际介质的重要光谱特征之一，其通量向He Ⅱ Lya波长304（1+z）A的蓝方向扩展。基于24个He II类星体的HST光谱，我们发现它们中的大多数显示出邻近轮廓，对应于源的静止坐标系中的电离半径高达20 Mpc。与z~6类星体的H_i谱相比，He Ⅱ邻近效应更为显著，且在相当长的再电离周期内被观测到。He II邻近区的大小在较高的红移处减小，特别是在z > 3.3处。该趋势类似于H I的趋势，表明在z~4处开始He II再电离。对于类星体SDSS 1253 +6817（z=3.48），He II吸收谷显示出逐渐下降，并为模拟He II再电离提供了一个很好的案例。为了模拟这样一个广泛的轮廓，需要一个类星体辐射场，其分布在4和1里德伯之间，比通常假设的要困难得多。这个类星体的紫外连续谱确实异常陡峭，类星体附近的He II电离水平高于星系际介质的平均水平。这些结果证明了这个类星体的极硬EUV连续体在其周围产生了一个大的电离区。明显的例外是两个z~2.8的最明亮的He II类星体，它们没有明显的邻近轮廓，这可能意味着它们是年轻的。
2015-04-30 astro-ph.CO astro-ph.GA
The filling factor of intergalactic metals at redshift z=3
对类星体吸收线系统的观测表明，z=3的星系际介质（IGM）被重元素污染，污染深度达HI光学深度τ_HI<<10。然而，目前尚不清楚的是，需要用金属富集的体积的比例是多少，以及为了重现观测结果，仅富集靠近星系的区域是否足够。我们使用来自大型宇宙学模拟的气体密度场，与合成类星体光谱和强加的，模型金属分布，调查什么样的富集模式可以重现所观察到的中值光学深度的CIV作为tau_HI的函数。我们的模型只能满足观测约束，如果z=3 IGM主要由位于低质量（m_tot<10^10 M_sun）晕中的星系富集，这些晕可以将金属喷射到>10^2 kpc的距离。更大质量的晕中的Galerkin不可能解释这些观测结果，因为它们太罕见了，它们的流出物无法覆盖足够大的体积。星系团需要将气体富集到远大于其宿主晕维里半径的距离。假设金属在小尺度上很好地混合，我们的建模要求模拟的体积和重子质量中被金属污染的部分分别为>10%和>50%，以便与观测结果相匹配。
2011-10-21 astro-ph.CO astro-ph.GA
(Nearly) Model-Independent Constraints on the Neutral Hydrogen Fraction in the Intergalactic Medium at $z\sim 5-7$ Using Dark Pixel Fractions in Ly$α$ and Ly$β$ Forests
宇宙再电离是星系际介质（IGM）中氢从中性到高度电离的最后一次主要相变。目前的观测表明，IGM在$z>7$处是显著中性的，并且大部分被$z\sim5.5$电离。然而，大多数测量IGM中性分数的方法是高度依赖于模型的，并且限于IGM的体积平均中性分数相对较低（$\bar{x}_{\rm HI} \lesssim 10^{-3}$）或接近于1（$\bar{x}_{\rm HI}\sim 1$）时。特别是，中性分数的IGM在$z=6-7$的临界红移范围内的演变是约束不足。通过分析$5.73<z<7.09$上的$53$类星体的深光谱，提出了在$z\sim5.1-6.8$上对$\bar{x}_{\rm HI}$的新的约束。我们推导出模型独立的上限中性氢分数的基础上确定的莱曼$α$（Ly $α$）和莱曼$β$（Ly $β$）森林中的“暗”像素的分数，没有任何假设的IGM模型或类星体连续体的内在形状。他们是第一个模型独立的约束IGM中性氢分数在$z\sim6.2-6.8$使用类星体吸收测量。我们的结果给出了$\bar{x}_{\rm HI}(z=6.3) < 0.79\pm0.04$（1 $σ$）、$\bar{x}_{\rm HI} (z=6.5) < 0.87\pm0.03$（1 $σ$）和$\bar{x}_{\rm HI} (z=6.7) < 0.94^{+0.06}_{-0.09}$（1 …
2022-11-22 astro-ph.CO astro-ph.GA
No excess of bright galaxies around the redshift 7.1 quasar ULAS J1120+0641
我们目前的光学和近红外成像的领域的z=7.0842类星体ULAS J112001.48+064124.3采取的哈勃太空望远镜。我们使用这些数据来搜索可能与类星体物理相关的星系，使用莱曼破裂技术，并找到三个这样的物体，尽管斯皮策太空望远镜成像中检测到一个强烈表明它位于z~2。这与场光度函数一致，表明在类星体的1 Mpc范围内没有多余的>L* 星系。探测到Ly-alpha线的类星体缩短与先前观测到的z>5.5时星系际介质的演化是一致的。
2014-06-03 astro-ph.CO astro-ph.GA
Reionization and high-redshift galaxies: the view from quasar absorption lines
确定第一个星系何时以及如何再电离星系际介质（IGM）有望揭示第一个物体的性质和重子的宇宙历史。为了实现这一目标，类星体吸收线通过探测星系和星系际尺度上扩散气体的性质发挥了独特的作用。在这篇综述中，我们研究了多种方式，其中吸收线跟踪星系和IGM附近的再电离时代之间的连接。我们首先描述了如何使用Ly $α$森林来确定电离紫外线背景的强度和全球电离发射率预算。至关重要的是，这些测量反映了所有星系逃逸的电离辐射，包括那些太微弱而无法直接检测的星系。然后，我们讨论从金属吸收线到再电离时代星系及其周围环境的见解。目前的观测表明，在环星系环境中的金属积累超过$z \sim 6$至5，虽然电离的变化也会影响金属线属性的演变。在这些红移的金属吸收体中，有相当一部分可能追踪到相对低质量的星系。最后，我们审查约束从Ly $α$森林和类星体附近区域的时间再电离。与其他高红移宇宙的探测器一样，吸收线数据与相对较晚的再电离结束（$5.5 \lesssim z \lesssim 7$）相一致;然而约束仍然相当弱。通过改进分析技术，增加光学和红外巡天中已知的高红移类星体的数量，下一代观测设施的灵敏度大幅提高，以及与再电离时代其他探测器的协同作用，预计将取得重大进展。
2015-10-13 astro-ph.CO astro-ph.GA
