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
Escape of Lyman-alpha and continuum photons from star-forming galaxies
近年来，人们通过窄带Lya线或宽带连续色发现了大量的高红移星系。光子从这些早期星系逃逸过程的性质对于理解星系演化和宇宙再电离至关重要。本文采用宇宙流体力学模拟和三维多波长辐射转移计算相结合的方法，研究了Lya、非电离紫外连续谱（在静止坐标系中l = 1300 - 1600埃）和电离光子（l < 912埃）从星系中的逃逸.这些星系是在一个5^3 h^-3 Mpc^3的盒子中以高分辨率进行模拟的，使用的是天鹰座初始条件，它再现了一个红移z=0的类银河星系。我们发现，这些不同光子的逃逸分数（fesc）显示出对红移和星系性质的复杂依赖：fesc（Lya）和fesc（UV）似乎随着红移而演化，它们与星系性质（如质量、恒星形成、金属丰度和尘埃含量）表现出类似的弱相关性，而fesc（Ion）在z ~ 0 - 10范围内保持大致恒定在~ 0.2，它并没有显示出对星系性质的明显依赖性。fesc（Lya）与fesc（UV）的相关性比与fesc（Ion）的相关性更强。此外，我们还发现了莱曼α发射体（LAEs）的出射光度与电离光子发射率之间的关系。将此关系与观测到的LAEs在不同红移处的光度函数相结合，估计了LAEs对星系际介质再电离的贡献。我们的结果表明，来自LAEs的电离光子不足以在z > 6处消除IGM，但它们可以在z ~ 0 - 5处维持IGM的电离。
2014-02-14 astro-ph.CO
On the redshift-evolution of the Lyman-alpha escape fraction and the dust content of galaxies
Ly-alpha发射线已被证明是研究最高红移星系演化的有力工具。然而，为了使用Lya作为星系的物理探测器，了解Lya逃逸分数（fescLya）变得至关重要。不幸的是，由于Lya的共振性质，fescLya可能不可预测地变化，并且需要经验测量。在这里，我们编译Lya光度函数之间的红移z=0和8，结合H-α和紫外线数据，评估如何fescLya与红移的演变。我们发现fescLya在z=0.3-6的范围内有一个很强的向上演化，这与幂律fescLya \propto（1+z）^ε很好地拟合，其中ε =（2.57_-0.12^+0.19）。这预测fescLya应该在z=11.1时达到1。通过比较fescLya和E（B-V）在单个星系，我们得到了一个经验关系fescLya和E（B-V），其中包括共振散射和可以解释的红移演化fescLya之间的z=0和6纯粹作为一个函数的星系的尘埃含量的演变。超过z~6.5，fescLya下降得更明显;这是由于电离光子泄漏或星系际介质中中性气体比例增加的影响。虽然区分这两种情况可能是非常具有挑战性的，通过这种方式框架的问题，我们消除了从Lya为基础的再电离测试晕质量的不确定性。最后，我们推导出一种新的方法，通过它来估计尘埃含量的星系纯粹的基础上所观察到的Lya和UV LF。这些数据的特征在于具有约3.5的e折叠红移的指数。
2011-01-05 astro-ph.CO
Effects of photon trapping on the Lyman-alpha properties of star-forming galaxies
最近的观测表明，大量的莱曼α发射体（LAEs）在高红移z >= 3具有异常高的Lya等效宽度（EW > 400埃）。然而，这些高电子战的起源是一个悬而未决的问题。在这里，我们调查的影响，光子捕获的Lya EW和其他性质的跟踪球星系云的Lya辐射转移。我们发现，延迟逃逸的Lya光子可以改变Lya的性质显着。在Lya光子可以同时逃逸的从光学厚到光学薄的过渡阶段期间，EW可以被提升到~ 1000埃，Lya光度可以增加几倍，并且线轮廓可以显著加宽。增强因子似乎取决于星系的性质，如质量和恒星形成速率和时间尺度，因此，未来的调查结合三维Lya RT计算与宇宙学模拟的星系形成和演化是必要的，以充分了解早期恒星形成星系的Lya属性。
2013-11-13 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
Slicing COSMOS with SC4K: the evolution of typical Lya emitters and the Lya escape fraction from z~2 to z~6
我们提出并探讨深窄和中频数据与斯巴鲁和艾萨克牛顿望远镜在~2度$^2$宇宙领域。我们使用这些数据作为极宽、低分辨率（R~20-80）的IFU调查，以切片通过COSMOS场，并在16个红移切片（SC 4K）中从z~2到z~6获得~4000个Lyman-PDMATHAMN（Lya）发射体的大样本。我们提出了一个新的Lya光度函数（LF），覆盖了~10 $^8$ Mpc $^3$的共同移动体积。SC 4 K广泛地补充了超深调查，共同覆盖了Lya光度的4倍以上，并揭示了全球（2.5<z<6）与$α=-1.93\pm0.12$，$\log_{10}Φ^*=-3.45^{+0.22}_{-0.29}$ Mpc $^{-3}$和$\log_{10}L^*=42.93^{+0.15}_{-0.11}$ erg/s的协同LF。Lya LF的Schechter分量揭示了$L^*$从z~2到z~6的约5倍升高和$Φ^*$约7倍降低。这些数据揭示了在Z~2.2-3.5处L~10 $^{43.3}$ erg/s以上的一个额外的幂律（或Schechter）分量，我们表明它部分是由X射线和射电活动星系核驱动的，因为它们的Lya LF类似于过剩。幂律分量在z>3.5以上消失和/或低于我们的检测限，这可能与活动星系核的演化有关。从z~2到z~3，Lya光度密度增加了~2倍，但随后发现，尽管UV光度密度下降了~0.7…
2018-02-09 astro-ph.CO astro-ph.GA
Line Transfer through Clumpy, Large-Scale Outflows: Lyman Alpha Absorption and Halos around Starforming Galaxies
我们提出了约束辐射转移计算莱曼α（Lya）光子传播通过cluerous，尘埃，大规模的外流，并探讨我们是否可以定量地解释Lya晕，已观察到周围莱曼打破星系。我们构建了大规模外流的现象学模型，其中包括冷团块的压力平衡与等速热风。首先，我们考虑模型中的冷团块对称分布在星系周围，并在其中的团块进行连续的加速在其“环银河”介质（CGM）。我们约束冷团的属性（半径，速度，HI柱密度和数密度）通过匹配观测到的Lya吸收强度的CGM背景星系的光谱。然后，我们插入一个Lya源在这个clusional流出，其中包括1 e5 - 1 e6块的中心，并计算散射Lya光子的可观察的属性。在这些模型中，散射的辐射形成的光晕比观察到的要集中得多。为了同时再现所观察到的Lya吸收线强度和Lya晕，我们需要-最好是双极-流出，其中团块在其初始加速后减速。这种减速是预测自然在'动量驱动'风模型cloudflows。在同时拟合吸收谱线和发射谱线数据的模型中，在表面亮度等值线S= 1 e-18 erg/s/cm^2/arcsec^2时，预测的线性偏振度约为30-40%。我们的工作清楚地表明，恒星形成星系周围的Lya发射线晕提供了宝贵的约束冷气分布和运动学在环星系介质，这些约束补充了那些从吸收线研究单独获得。
2012-04-26 astro-ph.CO astro-ph.GA
Lyman-alpha emission properties of simulated galaxies: interstellar medium structure and inclination effects
[摘要]目的。本文的目的是评估的影响的星际介质（ISM）物理莱曼α（Lya）辐射传输和量化的星系方向相对于视线改变观测签名。方法.我们比较了Lya辐射传输的计算结果，通过ISM的几个理想化的星系模拟与不同的ISM模型。结果首先，ISM的小尺度结构化在形成星系的Lya性质中起着决定性的作用，G1的ISM人为地温暖，因此是平滑的，在Lya线中心产生了50%的逃逸分数，并产生对称的双峰轮廓。相反，在G2中，大多数年轻恒星都嵌入在厚厚的恒星形成云中，结果是逃逸分数低了10倍。G2还显示出更强的外流速度场，这有利于红移光子的逃逸，从而导致不对称的Lya线。其次，G2的Lya性质强烈依赖于它被观察到的倾斜度：从边缘到正面，线从具有-5埃的等效宽度的双峰轮廓变为具有EW 90埃的15倍更明亮的红移非对称线。结论. Lya辐射传输计算只能在星系被分解为巨大分子云的模拟中产生真实的性质，使这些计算超出了当前大规模宇宙学模拟的范围。最后，我们发现Lya光子的倾斜效应要比连续辐射强得多。这可能会在窄带Lya发射器调查的选择函数中引入严重的偏差，这确实可能会错过高z星系群的很大一部分。
2012-08-23 astro-ph.CO
Kinematics of Gas in Lyman Alpha Nebulae
探索Ly-alpha星云（斑点）的起源需要测量它们的气体运动学，而只有共振的光学粗LyA线是不可能的。为了定义相对于斑点系统速度的气体运动，LyA线必须与像Halpha这样的光学细线进行比较，Halpha不会因辐射转移效应而发生太大变化。我们使用Magellan/MagE和VLT/SINFONI获得了Yang等人样品中两个最亮的LyA斑点的光学和近红外光谱。LyA和H α线都证实了这些斑点位于巡天红移z~2.3处。在每个斑点内，我们探测到几个Halpha源，它们大致对应于HST图像中看到的星系。Halpha探测结果表明，这些星系有很大的内部速度色散（130 - 190 km/s），在一个系统（LAB 01）中，它们的速度差约为440 km/s。在斑点内存在多个星系，以及这些星系的大速度分散和大相对运动，与我们以前的发现一致，即LyA斑点居住在大质量的暗物质晕中，这些晕将演变成今天典型的丰富星系团。为了确定嵌入星系附近的气体主要是下沉还是流出，我们比较了LyA和H α线中心，发现在LAB 01中LyA没有偏移（Δ LyA =+0 km/s），而在LAB 02中红移仅为+230 km/s。这些偏移与莱曼破裂星系相比很小，莱曼破裂星系的平均速度为+450 km/s，延伸到大约+700 km/s。我们测试和排除最简单的入流模型和那些流出模型与超级/超风，这需要大的流出速度。由于气体分布的几…
2011-04-18 astro-ph.CO
Empirical Constraints on the Star Formation & Redshift Dependence of the Lyman Alpha `Effective' Escape Fraction
我们推导出经验约束的体积平均“有效”逃逸分数的莱曼阿尔法（Lya）光子从恒星形成星系的红移的函数，通过比较恒星形成函数直接从观测推断，观测到的Lya光度函数。我们的分析表明，有效逃逸分数从z=0时的f_esc^eff ~ 1- 5%增加到z=3-4时的f_esc^eff ~ 10%，以及z=6时的f_esc^eff=30- 50%。我们在z=6的约束位于不包括风的模型的预测之上，因此暗示了风在Lya转移过程中的重要性（甚至）在这个红移。我们可以用不依赖于星系恒星形成率（SFR）的f_esc^eff重现Lya光度函数，Lya光度可达~2个数量级。在f_esc ^eff有较大散射（~ 1.0 dex）的模型中，和/或在恒星形成星系只有一小部分寿命或一小部分视线具有非零f_esc ^eff的模型中，有可能重现f_esc^eff随SFR减小的光度函数--这似乎更受脱落星系观测的青睐。我们提供了一个拟合公式来总结我们的发现。
2013-08-13 astro-ph.CO astro-ph.GA
Grid of Lya radiation transfer models for the interpretation of distant galaxies
Lya是许多遥远恒星形成星系观测的关键诊断。然而，它的解释需要详细的辐射传输模型。我们提供了一个广泛的三维辐射传输模型网格模拟恒星形成星系的星际介质中的Lya和UV连续辐射传输。我们已经改进了我们的Monte Carlo MCLya代码，并用它来计算网格的6240辐射传输模型的均匀球壳含有HI和尘埃周围的中心源。模拟涵盖了广泛的参数空间。我们提出了详细的预测，特别是我们的模型，包括Lya逃逸分数fesc，连续衰减，和详细的Lya线配置文件。Lya逃逸分数强烈依赖于尘埃含量，但也对其他参数（HI柱密度和径向速度）。预测的线轮廓显示出很大的多样性的形态，从广泛的吸收线与复杂的功能发射线。我们的模拟结果以电子格式分发。我们的模型应该是用于解释从遥远的星系的观测，其他模拟，也应该作为一个重要的基础，为未来的比较，更精细，辐射传输模型。
2011-04-28 astro-ph.CO
Can galactic outflows explain the properties of Ly-alpha emitters?
通过计算Ly-alpha光子通过星系外流的逃逸，我们研究了Ly-alpha发射体在宇宙学框架中的性质。我们结合GALFORM半解析模型的星系形成的Monte Carlo Ly-alpha辐射转移代码。Ly-alpha发射体在0<z<7时的性质是使用两种流出几何来预测的：中性气体的壳和风喷射材料，两者都以恒定速度膨胀。我们的Ly-alpha线轮廓预测的两个流出的几何形状的宽度，不对称性和从线中心的一组具有不同的氢柱密度，膨胀速度和金属丰度的流出方面的差异。一般来说，壳几何的Ly-alpha线轮廓更宽且更不对称，并且Ly-alpha逃逸分数低于相同参数集的Wind几何。为了在半解析模型GALFORM中实现外流几何，通过匹配Ly-alpha发射体在整个观测红移范围内的光度函数来设置外流模型中的一些自由参数。该模型是一致的观测推断的Ly-alpha逃逸分数，等效宽度分布和形状的Ly-alpha线从复合光谱。有趣的是，我们预测的Ly-alpha发射体的紫外光度函数和Ly-alpha发射体在Lyman-break星系样品中的分数在高红移与观测部分一致。在高红移的中性星系际介质的存在下，Ly-alpha线的衰减可能是造成这种分歧的原因。我们预测，Ly-alpha发射器构成的星系人口的一个子集，具有较低的金属丰度，较低的瞬时恒星形成率和较大的尺寸比整体人口在相同的紫外线光度。
2011-10-26 astro-ph.CO
Seeing Through the Trough: Outflows and the Detectability of Lyman Alpha Emission from the First Galaxies
下一代望远镜的目标是直接观察第一代星系，这些星系启动了我们宇宙中的再电离过程。Lyman Alpha（Lya）发射线被强有力地预测为这些星系最突出的内禀光谱特征，使其成为寻找和研究高红移星系的理想目标。不幸的是，周围中性星系际介质（IGM）的巨大冈恩-彼得森光学厚度被认为使这条线在再电离之前极难探测。在本文中，我们证明了在星际介质（ISM）的辐射转移效应，这导致Lya通量出现在频率的Gunn-Peterson光学深度减少的星系，可以大大提高在高红移的Lya线检测的前景。特别是，星际HI气体的散射可以改变Lya谱线的形状，使得发射的Lya辐射的>5%直接传输到观察者，甚至通过完全中性的IGM。因此，在JWST再电离时代早期，从最小的HII“气泡”中居住的最高红移星系中直接观察“强”Lya发射线（EW > 50埃静止框架）是可能的。此外，我们表明，外流可以提高通过IGM在再电离的后期阶段，甚至后再电离传输的Lya辐射的分数。再加上第一代星系被认为具有非常大的内在等效Lya等效宽度的事实，我们的研究结果表明，在其红移Lya发射线的星系搜索可以与辍学技术竞争，可以在JWST时代探测到最高的红移。
2010-04-14 astro-ph.CO astro-ph.GA
The ALPINE-ALMA [CII] survey: Small Lya-[CII] velocity offsets in main-sequence galaxies at 4.4 < z < 6
紫外线中的Lya线和FIR中的[CII]线是广泛使用的工具，用于识别星系并深入了解早期宇宙中的ISM特性。通过将ALMA在~ 320 GHz波段7获得的数据作为ALMA早期[CII]大型研究计划（ALPINE）的一部分，与来自凯克的DEIMOS，VIMOS和VLT的FORS 2的光谱数据相结合，我们收集了一个独特的4.4 < z < 6的53个主序星形成星系的样本，其中我们检测到Lya线和[CII]。我们使用ALMA观测到的[CII]作为星系系统速度的示踪剂，我们发现90%的选定物体的Lya-[CII]速度偏移在0 < Dv_Lya-[CII] < 400 km/s的范围内，与迄今为止在早期宇宙中可用的少数测量结果一致，并且明显小于在较低z处观察到的结果。我们观察到ISM-[CII]偏移在-500 < Dv_ISM-[CII] < 0 km/s的范围内，与所有红移的值一致。我们发现Dv_Lya-[CII]与Lya静止框架等效宽度EW 0（Lya）（或等价地，Lya逃逸分数f_esc（Lya））之间存在显著的相关性。根据现有的Lya光子辐射转移模型，Lya光子的逃逸在具有高流出速度的星系中将是有利的，与我们的观察一致。均匀壳层模型还预测，在慢流出星系（0 < v_out < 300 km/s）中，Lya逃逸主要由中性氢柱密度（NHI）决定，而Steidel+10的另一种模型则倾向于N…
2020-07-02 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
Lyman alpha Radiative Transfer with Dust: Escape Fractions from Simulated High-Redshift Galaxies
莱曼α发射线是探测星系形成和演化的重要诊断工具。它不仅通常是高红移星系中可观测到的最强谱线，而且从它的形状可以揭示出它的宿主星系的详细信息。然而，由于Lya光子的散射性质以非平凡的方式增加了它们的路径长度，如果星系中存在尘埃，则该线可能会受到严重抑制，其形状也会改变。为了正确地解释观测结果，知道有多少发射的光实际上逃离了星系是至关重要的。本文结合高分辨率宇宙学流体模拟和包含先进尘埃模型的自适应细化蒙特卡罗Lya辐射转移程序，计算了高红移（z = 3.6）星系Lya辐射的逃逸分数f_esc。除了平均逃逸分数外，还研究了不同方向和不同位置的fesc的变化及其对出射光谱的影响。从一个具有代表性物理性质的模拟星系样本中发现，逃逸分数随着星系维里质量M_vir的增加而减少，从M_vir ~ 10^9 M_sun的接近1的f_esc到M_vir ~ 10^12 M_sun的小于10%的f_esc。尽管尘埃几乎是灰色的，它被发现，出射光谱的影响是不均匀的，与逃逸分数的光子靠近线中心的远高于那些在翅膀，从而有效地缩小Lya线。
2009-07-16 astro-ph.CO astro-ph.GA
ART^2 : Coupling Lyman-alpha Line and Multi-wavelength Continuum Radiative Transfer
窄带Lya线和宽带连续谱在近年来高红移星系的发现中发挥了重要作用。因此，在星系形成和演化的背景下，研究Lya和连续光子的辐射转移对于理解遥远星系的性质至关重要。本文提出了一个耦合Lya线和多波长连续谱的三维Monte Carlo辐射传输程序--具有自适应细化树的全波长辐射转移（ART ^2），用于研究星系和星际介质的全色性质。该代码基于Li等人的原始版本，具有三个基本模块：从X射线到无线电的连续发射，来自复合和碰撞激发的Lya发射，以及中性氢的电离。这三个模块的耦合，再加上自适应细化网格，使一个自我一致的和准确的计算的Lya属性。作为一个例子，我们将ART ^2应用于一个包括恒星形成和黑洞生长的宇宙学模拟，并详细研究了一个红移z=3.1 - 10.2的大质量星系样本。我们发现，这些星系是Lya发射体（LAEs），其Lya发射跟踪致密气体区，其Lya线显示出气体流入的形状特征。此外，Lya的性质，包括光子逃逸分数，出射光度和等效宽度，随时间和环境而变化。我们的研究结果表明LAEs随红移而演化，早期LAEs（如在z ~ 8.6处检测到的最远LAEs）可能是矮星系，具有高的恒星形成率，由冷气体的注入提供燃料，以及低的Lya逃逸分数。
2012-05-29 astro-ph.CO
Gas Motion Study of Lya Emitters at z~2 Using UV and Optical Spectral Lines
我们提出的结果麦哲伦/MMIRS和凯克/NIRSPEC光谱的五个Lya发射体（LAEs）在z=2.2的高分辨率FUV光谱从麦哲伦/MagE是可用的。我们检测星云发射线，包括哈在个人的基础上和低电离星际（LIS）吸收线在堆叠FUV光谱，并测量平均偏移速度的Lya线，Delta_v_Lya，和LIS吸收线，Delta_v_abs，相对于系统速度定义的星云线。对于8个z~2-3 LAEs，我们得到的Δ_v_Lya = 175+/-35 km s^{-1}，明显小于Lyman-break Galerkin（LBG）的Δ_v_Lya=400 km s^{-1}。叠加的FUV光谱给出Delta_v_abs = -179 +/- 73 km s^{-1}，与LBG的相当。这些正的Delta_v_Lya和负的Delta_v_abs表明LAE也有流出。然而，与LBG相反，LAE的Delta_v_Lya与|Delta_v_abs|一样小，表明中性氢柱密度低。这样一个低的柱密度与少量的共振散射可能会导致观察到的强Lya发射的LAEs。在LAE和LBG样本的汇编中，我们发现Lya等效宽度（EW）和Delta_v_Lya之间存在反相关性。虽然其物理起源尚不清楚，这种反相关的结果似乎挑战的假设，即一个强大的外流，通过减少共振散射的数量，产生一个大的EW。如果z>6处的LAE具有类似的小Delta_v_Lya值…
2013-01-11 astro-ph.CO
An HST/WFC3-IR Morphological Survey of Galaxies at z = 1.5-3.6: II. The Relation between Morphology and Gas-Phase Kinematics
我们分析了Keck重子结构巡天（KBSS）中204个红移z ~ 2-3的恒星形成星系的静止坐标系光学形态和气相运动学。我们发现光谱特性和气相运动学与形态学密切相关：半长轴半径r <~ 2 kpc的紧凑星系比它们的大星系更有可能在发射中表现出LyA。虽然LyA发射强度在给定形态类型的星系中变化很大，但LyA等效宽度W_LyA > 20埃的19个星系中，除一个外，其余都具有r <= 2.5 kpc的紧凑和/或多分量形态。银河系连续谱中吸收线的速度结构也随形态的变化而变化。所有形态类型的星系团都驱动着类似的强烈外流（如星际吸收线特征的蓝翼所示），但较大星系的外流电离程度较低，并且在系统红移处表现出较大的光学深度，这可能对应于从星系中疏散气体的反馈效率降低。在静止光学半光半径较大的星系中，这种v ~ 0 km/s的气体不仅使平均吸收线红移，而且使W_LyA（通过较长的共振散射路径）衰减。与较低红移的星系相反，没有证据表明外流速度和倾角之间存在相关性，这表明这些膨胀和不规则系统的外流可能准直不良。（简称）
2012-09-12 astro-ph.CO
Evidence for a low Lyman Continuum Escape fraction in three Massive, UV-bright galaxies at z > 7
虽然低质量恒星形成星系是再电离过程的主要候选者，但我们不能最终排除高质量恒星形成星系作为候选者。虽然大多数模拟表明前者是最好的候选者，但一些模型表明，在z > 6的大质量，紫外线明亮的星系-“寡头”-至少占电离预算的80%。为了验证这一假设，我们在档案数据中以z > 7处的大质量（log 10（M*[Msol]）> 10）、UV亮（MUV ~ -22）Lya发射体为目标，这些发射体是用类似分辨率的光谱仪（VLT/X-shooter和Keck/MOSFIRE）观察到的。为了增加我们结论的可靠性，我们将所有光谱叠加，并获得24.75小时的深度叠加光谱。堆叠的Lya曲线显示出明显的不对称红色峰，并且不存在蓝色峰。此外，我们估计的内在堆叠的Lya配置文件，我们的目标通过校正IGM传输使用一系列的中性氢馏分，发现没有显着变化的配置文件。我们测量到速度偏移Vred > 300 km/s，并且在我们的红色峰A ~3中测量到不对称性。利用不同的模型和估计，如峰分离，红峰的不对称性，Lya和Hb之间的比率和β斜率，我们得出结论，这三个UV明亮，质量（10^10 Msol），z > 7星系的逃逸分数为fesc（LyC）<10%。
2023-01-09 astro-ph.CO astro-ph.GA
Keck Spectroscopy of Gravitationally Lensed z=4 Galaxies: Improved Constraints on the Escape Fraction of Ionizing Photons
从年轻的恒星形成星系逃逸的电离光子的比例是确定星系在宇宙再电离中的作用的最大不确定性之一。然而，传统的技术来测量这一部分是不适用于感兴趣的红移由于前景筛选莱曼α森林。在较早的研究中，我们证明了在复合光谱的莱曼break星系在z=4的低电离吸收线的等效宽度减少相比，在z=3的类似措施。这可能意味着中性气体的覆盖率较低，因此电离光子的逃逸率随红移而增加。然而，我们的光谱分辨率不足以区分几种不同的解释，包括流出运动学的红移变化。在这里，我们提出了更高质量的光谱3引力透镜莱曼break星系在z=4的光谱分辨率足以打破这种退化的解释。我们提出了一种方法来推导覆盖分数的低电离气体作为流出速度的函数，并比较结果与类似质量的数据在较低的红移星系。我们发现一个显着的趋势，较低的覆盖率低电离气体的星系与强\Lya发射。结合我们早期工作中\Lya辐射红移的人口统计趋势，我们的结果提供了新的证据，证明了平均H I覆盖分数的减少，从而增加了Lyman break星系电离辐射的逃逸分数，红移。
2013-04-29 astro-ph.CO
Understanding Galaxy Outflows as the Product of Unstable Turbulent Support
星际介质是一种多相气体，其中湍流支持与热压力同样重要。维持这种结构需要连续的湍流搅拌和连续的辐射冷却来匹配湍流能量的衰减。虽然这种平衡可以持续小湍流速度，如果一维速度色散大于约35公里/秒，气体移动到一个不稳定的制度，导致快速加热。我研究了这种湍流失控的含义，表明它导致了所有气体表面密度大于50太阳质量/pc ^2的星系中形成热气体外流，对应于每单位面积恒星形成率为0.1太阳质量/年/千pc ^2。对于逃逸速度大于200 km/s的星系，这种热流出的音速点应该位于包含冷气体和恒星的区域的内部，而对于具有较小逃逸速度的星系，音速点应该位于该区域之外。这导致了高质量星系中冷云的有效加速，而在低质量星系中，云可能被随机的湍流运动喷射而不是被风加速。最后，我证明了在表面密度大于10^5太阳质量/pc ^2的湍流介质中，能量平衡根本无法实现。
2013-02-14 astro-ph.CO
Observational Signatures of Lyman Alpha Emission from Early Galaxy Formation
下一代望远镜的目标是直接观察第一代星系，这些星系启动了我们宇宙中的再电离过程。Lyman Alpha（Lya）发射线被强有力地预测为这些星系最突出的内禀光谱特征，使其成为寻找和研究高红移星系的理想目标。我简要地讨论了为什么Lya发射星系（LAEs）提供了一个很好的探测星系际介质（IGM）在再电离时代（EoR）。我认为，如果我们希望充分利用LAEs作为探针的EoR，重要的是要了解是什么驱动他们观察到的红移演变后，再电离完成。解释现有LAE观测的一个重要的不确定性涉及电离IGM对星系发射的Lya光子的影响，这与星系外流中通过HI散射的影响密切相关。通过星系外流的散射也可以改变Lya谱线的形状，这样即使通过完全中性的IGM，发射的Lya辐射的> 5%也会直接传输到观测者。最后，我讨论了什么是必需的-观测和理论-解决影响现有的解释LAEs数据的不确定性。
2011-02-15 astro-ph.CO
The Spectrally Resolved Lyman-alpha Emission of Three Lyman-alpha Selected Field Galaxies at z~2.4 from the HETDEX Pilot Survey
我们给出了三个z~2.4的LyA发射场星系的光谱分辨Lyman-alpha（LyA）发射的新结果，这些星系具有高LyA等效宽度（>100埃）和LyA光度（~10^43 erg/s）。在120公里/秒（FWHM）的光谱分辨率，突出的双峰LyA配置文件跨越系统速度，速度零点是从光谱的星系的休息帧光学星云发射线确定。对于我们的样品，较强的红移发射分量与系统的平均速度偏移为176 km/s，而红移和主要蓝移发射分量之间的平均总分离为380 km/s。这些测量结果是一个因素的~2小于紫外线连续选择星系，显示LyA的发射与较低的LyA等效宽度。我们比较我们的LyA光谱的预测线轮廓的球形“膨胀壳”LyA辐射转移网格模型的大规模星系流出。特别是蓝向的系统速度，其中两个星系显示出一个弱的，高度蓝移（约1000公里/秒）的三级发射峰，模型线轮廓是一个相对较差的代表观察到的光谱。由于中性气体柱密度对LyA线轮廓的形状具有主导影响，因此我们警告不要将观察到的LyA速度偏移与物理流出速度等同，特别是在较低的光谱分辨率下，其中未解决的LyA速度偏移是几个退化参数的卷积函数。参考静止帧紫外和光学哈勃空间望远镜成像，我们发现，星系-星系相互作用可能在诱导恒星爆发，导致丰富的LyA发射，以及扰动的气体分布和速度场，有强烈的影响LyA发射线的轮廓发挥了重要作用。
2013-08-12 astro-ph.CO
Ubiquitous broad-line emission and the relation between ionized gas outflows and Lyman continuum escape in Green Pea galaxies
本文研究了20个低红移莱曼连续谱发射体的电离气体运动学，发现宽发射线成分与LyC逃逸分数显著相关，表明由强反馈驱动的气体湍流和外流为LyC光子逃逸创造了通道，并提出蓝移宽发射可作为间接诊断LyC逃逸的新方法。
2024-02-15 astro-ph.CO astro-ph.GA
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
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
Ultraviolet and Optical Emission-line Outflows in the Heavily Obscured Quasar SDSS J000610.67+121501.2: At the Scale of the Dusty Torus and Beyond
活动星系核（AGN）的宽发射线外流已经提出了很多年，但由于引力束缚发射和外流发射的共存，很难定量研究。本文详细分析了一个严重变红的类星体SDSS J000610.67+121501.2，它的正常紫外宽发射线（BELs）被作为天然“日冕物质”的尘埃环严重抑制，因此蓝移BELs（BBELs）可以被可靠地测量。导出了电离参数$U \sim 10^{-0.5}$、柱密度$N_{\rm H}\sim 10^{22.0}$ cm $^{-2}$、$\sim 0.1$的覆盖率和上限密度$n_{\rm H}\sim 10^{5.8}$ cm $^{-3}$。流出的气体距离中央引擎至少41 pc，这表明它们已经扩展到尘埃环的规模或更远。此外，Lya显示了一个狭窄的对称分量，令我们惊讶的是，这是在任何其他线路中未检测到的。在考察了窄发射线区域和作为Lya窄线起源的恒星形成区域之后，我们提出外流的最终结果，即在较大区域中扩散的气体，充当Lya光子的屏蔽。需要未来的高空间分辨率光谱测量和/或分光偏振观测来做出最终澄清。
2017-01-17 astro-ph.CO astro-ph.GA
z~1 Lya Emitters I. The Luminosity Function
利用一种新的数据立方体搜索方法，从银河演化探测器（GALEX）的棱晶数据中构造了一个包含135个候选z~1 Lya发射体（LAEs）的通量受限样本。这些LAE的亮度相当于那些在高红移和谎言在现有的LAE样品中存在的7 Gyr差距。我们使用档案和新获得的光谱来验证这些LAEs的紫外红移。我们使用的GALEX紫外光谱，光学光谱和X射线成像数据的组合来估计的活动星系核（AGN）的分数和它的依赖Lya光度。我们从60个z~1 LAE星系中剔除活动星系核，计算了它们的光度函数.我们发现，最佳拟合LF意味着从z~0.3到z~1光度密度增加约1.5倍，从z~1到z~2增加约20倍。我们发现z~1体积Lya逃逸分数为0.7+/-0.4%。
2014-01-23 astro-ph.CO
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
Numerical Simulations of Galactic Outflows and Evolution of the IGM
星系外流在星系和星系际介质的演化中起着重要的作用。超新星和活动星系核在星际介质中沉积的能量可以使气体加速超过逃逸速度，并将其喷射到IGM中。这将通过减少或消除恒星的形成，并抑制物质在活动星系核中央的吸积，影响星系的后续演化。银河系外流是能量和经过处理的星际物质被输送到IGM的主要过程。这会影响其他星系的形成。外流携带的能量可以剥离原星系晕中的气体，阻止星系的形成。相反，流出物携带的金属可以改变原星系晕中气体的成分和冷却速率，有利于星系的形成。在本文中，我回顾了用于模拟星系外流的各种技术及其对星系和IGM演化的影响。
2011-10-05 astro-ph.CO
The Metagalactic Ionizing Background: A Crisis in UV Photon Production or Incorrect Galaxy Escape Fractions?
最近提出的“光子生产不足危机”（Kollmeier \etal \ 2014）引起了对超银河系紫外线背景（UVB）中电离光子强度和光谱的关注。氢光电离和复合的平衡决定了低红移星系际介质（IGM）的不透明度。我们校准氢光电离率（$Γ_{\rm H}$）通过比较{ \it哈勃太空望远镜}光谱调查的低红移列密度分布的\HI \吸收剂和观察到的（$z < 0.4$）平均\Lya \通量递减，$D_A = (0.014)(1+z)^{2.2}$，新的宇宙学模拟。分布，$f(N_{\rm HI}, z) \equiv d^2 {\cal N} / d(\log N_{\rm HI}) dz$，是一致的增加UVB，包括类星体和星系的贡献。我们推荐的拟合，$0 < z < 0.47$的$Γ_{\rm H}(z) = (4.6 \times 10^{-14}$ s $^{-1})(1+z)^{4.4}$，对应于$z = 0$处的单向LyC光子通量$Φ_0 \approx 5700$ ~cm $^{-2}$ ~s $^{-1}$。该通量与观测到的IGM金属电离比（\CIII / \CIV \和\SiIII / \SiIV）一致，并表明\Lya \吸收体对宇宙重子清单的贡献为25-30\%。在低红移UVB的主要不确定性是来自星系中的大质量恒星的贡献和LyC逃逸分数（$f_{\rm esc}$），一个高度…
2015-08-12 astro-ph.CO
What is the Physical Origin of Strong Lya Emission? I. Demographics of Lya Emitter Structures
本文介绍了利用HST/ACS和WFC 3-IR对426个z~2.2的Lya发射体（LAEs）进行深河外遗留巡天观测的大样本结构分析结果。我们确认LAE的恒星成分的合并分数和平均椭圆率分别为10- 30%和0.4-0.6，这与以前的研究结果相当。我们成功地确定，一些LAEs之间的Lya和恒星连续谱发射峰，d_Lya，由~2.5-4千秒差距超出我们的统计误差的空间偏移。为了揭示LAEs强Lya辐射的物理来源，我们研究了EW（Lya）=20- 250 A范围内Lya等效宽度（EW）与合并分数、d_Lya和恒星分布椭圆率的关系。与预期相反，我们发现Lya EW的合并比例并未显着增加。通过Kolmogorov-Smirnov（KS）检验，发现d_Lya与EW（Lya）之间存在反相关关系。有一种趋势，具有大的Lya EW的LAE具有小的椭圆度。这与最近的理论主张是一致的，即Lya光子可以更容易地从具有小椭圆率的正面圆盘中逃逸，这是由于沿着视线的星际气体较少，尽管我们的KS测试表明这种趋势在统计上并不显著。我们的Lya-EW依赖性的结果通常支持HI柱密度是确定Lya发射率的关键量的想法。
2014-02-22 astro-ph.CO
Beamed Lyman Alpha Emission through Outflow-Driven Cavities
我们调查的辐射转移的莱曼α光子通过简化的各向异性气体分布，这代表了流行的“壳模型”的物理动机的扩展。我们的研究是出于这样一个概念，即（i）壳模型并不总是重现观测到的莱曼α谱线轮廓，（ii）（典型）壳模型不允许电离光子逃逸，（iii）观察和期望风是更复杂的，各向异性的现象。我们研究了倾斜对莱曼α谱，相对通量和逃逸分数的影响。我们发现通量被增强/抑制的因素取决于模型的参数范围，对应于相同幅度的等效宽度的提升，如果我们忽略灰尘。一般来说，较低的平均光学深度往往会减少各向异性的影响，正如预期的那样。我们发现观察到的峰值之间的相关性-偶尔三重峰-频谱在系统速度和存在的低光学深度腔沿视线。这在寻找从高红移星系泄漏的电离光子时可能很重要，因为这些光子也将能够通过空腔逃逸。
2014-01-22 astro-ph.CO astro-ph.GA
Redshift evolution of Lyman continuum escape fraction after JWST
本研究基于JWST观测，利用无衰减模型（AFM）分析z>10星系的辐射驱动外流对莱曼连续谱逃逸率f_esc的影响，揭示其随红移增加的演化规律，解释了高红移星系平均紫外光谱斜率β的下降趋势。
2025-08-22 astro-ph.CO astro-ph.GA
ZELDA: fitting Lyman-alpha line profiles using deep learning
我们提出了zELDA（红移估计线轮廓的遥远的莱曼-阿尔法发射器），一个开放的源代码，以适应莱曼-阿尔法（Lya）线轮廓。主要的动机是为社区提供一个易于使用和快速的工具来统一分析Lya线轮廓，以提高对Lya发射星系的理解。zELDA是基于常用的“壳模型”的线轮廓，该线轮廓是用完整的蒙特卡罗辐射转移代码LyaRT预先计算的。通过这些光谱之间的插值和噪声的添加，我们组装了一套真实的Lya光谱，我们用它来训练深度神经网络。我们表明，神经网络可以预测模型参数，以高精度（例如，。0.34对于R=12000的dex HI柱密度），并且因此允许相对于现有拟合方法的显著加速。作为一个概念的证明，我们证明了zELDA的潜力，通过拟合97个观测到的Lya线配置文件从LASD数据库。将拟合值与系统红移的测量值进行比较，发现Lya确定它们的静止系Lya波长的精度非常好，达到0.3A（75 km/s）。比较预测的外流性质和观测到的Lya光度和等效宽度，我们发现几个可能的趋势。例如，我们发现Lya光度与流出的中性氢柱密度之间存在一种近似的关系，这种关系可以用星系内的辐射转移过程来解释
2021-09-03 astro-ph.CO astro-ph.GA
What is the physical origin of strong Lya emission? II. Gas Kinematics and Distribution of Lya Emitters
本文统计研究了z~2处Lya发射体的速度、星际吸收、星云谱线和气体覆盖率。根据我们的深Keck/LRIS观测，结合Subaru/FMOS计划和文献的光谱数据，我们制作了22个Lya等效宽度（EW）大于50的LAE样本。我们用星云谱线确定的系统红移dv_Lya=234+-9 km s-1来估计Lya的平均速度偏移。使用Kolmogorv-Smirnov检验，我们证实了Hashimoto等人（2013）先前的声明，即LAEs的平均dv_Lya小于LBG的平均dv_Lya。我们的LRIS数据成功地确定蓝移的多个IS吸收线在紫外连续的四个LAEs在个人的基础上。IS吸收线相对于系统红移的平均速度偏移为dv_IS=204 ± 27 km s-1，表明LAE的气体外流速度与典型的LBG相当。因此，LAE的比率R^Lya_ IS = dv_Lya/dv_IS约为1，表明IS介质中中性氢的共振散射对Lya传输的影响较低。我们发现Lya EW和覆盖分数f_c之间存在反相关关系，其中f_c是平均中性氢柱密度N_HI的指标。我们的研究结果支持了NHI是决定Lya发射率的关键量的观点。
2014-05-01 astro-ph.CO
A z ~ 5.7 Lyα Emission Line with an Ultra Broad Red Wing
利用Lyα发射线作为高红移恒星形成星系的示踪剂，已探测到数百个z > 5的Lyα发射线星系（LAEs）。这些LAE被认为是低质量的年轻星系，对宇宙的再电离和环星系介质（CGM）和星系际介质（IGM）的金属富集至关重要。假设LAEs的外流可以帮助电离光子和Lyα光子逃离星系。然而，由于观测上的困难，特别是在红移> 5的情况下，我们对高红移LAEs的外流仍然知之甚少。Lyα辐射转移模型预测了在有外流的LAEs中具有宽红翼的不对称Lyα线轮廓。本文报道了一条z ~ 5.7Ly α谱线，它有一个宽的红翼，相对于Lyα谱线的峰值延伸到> 1000 km/s，迄今为止，这条谱线只在几个z > 5的LAEs中被探测到。如果将宽红翼归因于气体外流而不是活动星系核活动，则外流速度可能大于z ~ 5.7 LAEs典型晕质量的逃逸速度（~ 500 km/s），这与LAEs外流将金属分散到CGM和IGM的图像相一致。
2014-01-30 astro-ph.CO astro-ph.GA
A kinematic study of the irregular dwarf galaxy NGC 4861 using HI and Halpha observations
上下文由大质量恒星注入的动能提供动力的外流可以强烈影响星系的化学演化，特别是矮星系，因为它们较低的引力势增加了星系风的机会。目标。因此，我们在附近的恒星形成不规则矮星系NGC 4861的中性和电离气体成分进行了详细的运动学分析。与最近发表的对NGC 2366的研究类似，我们希望对该气体的命运做出预测，并讨论有关该星系的一些一般问题。方法.上普罗旺斯天文台的1.93米望远镜获得了以H α线为中心的法布里-珀罗干涉仪数据。它们由来自VLA的HI合成数据补充。我们对Halpha和HI发射线进行了高斯分解，以搜索指示流出气体的多个组分。将探测到的流出物的膨胀速度与NGC 4861的逃逸速度进行比较，后者是用伪等温晕模拟的。结果在Halalpha和HI中，星系都显示出几个流出，三个直接连接到盘，可能形成超巨星壳的边缘，一个在距离盘kpc的地方。我们测量了20到30公里/秒的速度偏移，这与星系的逃逸速度相比很低，因此最大限度地减少了星系风的机会。
2009-07-27 astro-ph.CO
The brighter galaxies reionised the Universe
宇宙中的氢在红移$z \approx 10$和$z \approx 6$之间被（再）电离。电离辐射源的性质引起了激烈的争论，低于当前探测极限的微弱星系被认为是主要候选者。在这里，我们考虑一个方案，电离光子逃逸通过通道穿孔的星际介质由恒星爆发的流出。我们考虑到的观察，只有当恒星形成密度足够高时，才会发生强烈的外流，并估计星系平均逃逸分数作为红移和光度的函数，从解决恒星形成表面密度在EAGLE宇宙流体动力学模拟。我们发现，从星系逃逸的电离光子的比例随着红移的增加而迅速增加，在$z > 6$达到5- 20%的值，较亮的星系具有较高的逃逸比例。将逃逸分数对亮度和红移的依赖性与观察到的亮度函数相结合，我们证明星系发射足够的电离光子来匹配现有的再电离约束，同时也匹配观察到的再电离后的紫外背景。我们的研究结果表明，超过目前哈勃太空望远镜探测极限的星系会释放出使宇宙再电离所需的电离辐射的一半。
2016-02-08 astro-ph.CO astro-ph.GA
Accelerated Evolution of Ly$α$ Luminosity Function at $\textit{z} \gtrsim 7$ Revealed by the Subaru Ultra-Deep Survey for Ly$α$ Emitters at $\textit{z}=7.3$
我们介绍了超深斯巴鲁窄带成像调查的Lya发射体（LAEs）在$z=7.3$在SXDS和COSMOS领域的总积分时间为106小时。利用我们安装在Suprime-Cam上的新的锐带宽滤波器NB 101，我们已经达到了$z=7.3$ LAE的$L(Lya)=2.4\times10^{42} \ erg \ s^{-1}$（$5σ$），比斯巴鲁以前的$z \gtrsim 7$研究深4倍，这使我们能够可靠地研究Lya光度函数（LF）的演变，首次达到与斯巴鲁$z=3.1-6.6$ LAE样品相同的光度极限。令人惊讶的是，我们在SXDS和COSMOS字段中分别只发现了三个和四个LAE，而在没有Lya LF从$z=6.6$演变到$7.3$的情况下，我们的调查预计总共有$\sim 65$ LAE。我们在我们的$z=7.3$ Lya LF的$>90\%$置信水平下识别出从$z=6.6$到$7.3$的Lya LF减少。此外，Lya LF的演化在$z>6.6$上明显加速，超出了包括宇宙方差在内的测量不确定性。由于在$z\sim 7$中没有发现这种紫外连续谱LF或宇宙恒星形成率（SFR）的加速演化，而是仅在$z>8$中提出（Oesch et al. 2013，Bouwens et al. 2014），这种加速的Lya LF演化由不同于纯SFR降低的物理机制解释，但与宇宙再电离过程中的Lya产生和逃逸有关。由…
2014-09-19 astro-ph.CO astro-ph.GA
Starburst Galaxies: Outflows of Metals and Energy into the IGM
星暴星系的质量、金属和能量对星系际介质的贡献是什么？星暴星系驱动银河系规模的外流或“超级风”，这可能是从星系中去除金属并污染星系际介质（IGM）的原因。在过去的十年里，通过紫外/光学成像和吸收线光谱学在绘制超级风中的冷夹带气体方面取得了巨大的进展。这些研究表明，超级风在形成高表面密度恒星的星系中无处不在，最强大的恒星爆发可以驱动接近逃逸速度的外流。星系演化的理论模型已经开始纳入超级风，使用基于我们对冷气体的知识的各种特设处方。然而，这些努力从根本上受到阻碍，因为我们缺乏关于这些外流的热阶段的信息。超级风的热X射线发射阶段包含其大部分能量和新合成的金属，鉴于其高比能量和低效的冷却，它也是最有可能逃离星系引力势阱的成分。了解热气体的化学成分和速度对于评估恒星暴增的能量和化学反馈至关重要。未来十年的首要任务是能够直接测量所有质量的星暴星系向IGM喷射气体、金属和能量的速率。这将需要一个高灵敏度的X射线成像光谱仪，能够测量微弱的扩散X射线发射速度，速度精度约为100 km/s。这样的光谱分辨率自动允许详细的基于线的等离子体诊断，并且因此可以导出组成、能量学和流速。
2009-02-17 astro-ph.CO astro-ph.HE
AGN-driven outflows without immediate quenching in simulations of high-redshift disk galaxies
我们利用高分辨率模拟的理想z=2孤立盘星系研究了活动星系核驱动的外流.幕式吸积事件导致外流速度>1000 km/s，质量外流速率高达恒星形成速率（几十个Msun/年）。外流风以大的张开角垂直于盘逃逸，并且通常是不对称的（即单极），因为在被解析的盘中活动星系核上方或下方的致密气体抑制了外流。由于吸积速率的快速变化，即使活动星系核实际上处于“关闭”状态，流出的气体也可能被探测到。“最高速度的外流有时，但不总是，集中在2-3千秒差距的银河系中心在峰值吸积。根据我们的纯热活动星系核反馈模型（以前文献中的标准模型），流出的物质大部分是热的（10^6 K）和扩散的（nH<10^（-2）cm-3），但包括夹带在热风中的冷组分。尽管有强大的爆发和高流出率，AGN反馈对星系盘中的致密气体几乎没有影响。因此，在我们的模拟中，活动星系核驱动的外流不会导致恒星形成的快速淬灭，尽管它们可能会去除大量的长（>Gyr）时间尺度的气体。
2014-05-07 astro-ph.CO astro-ph.GA
Scaling Relations Between Warm Galactic Outflows and Their Host Galaxies
我们报告的样本51附近，恒星形成的星系观察与宇宙起源光谱仪的哈勃太空望远镜。我们计算硅II运动学和密度所产生的温暖的气体夹带在银河系外流。我们使用多波长辅助数据来估计恒星质量（M $_\ast$），恒星形成率（SFR）和形态。我们推导出流出速度与SFR $^{\sim 0.1}$、M $_\ast^{\sim 0.1}$和v $_\text{circ}^{\sim 1/2}$之间的显著相关性。有些合并会以比这些关系式更快的速度推动资本外流，使资本外流的速度超过逃逸速度。质量流出率的计算显示出与SFR $^{\sim 1/2}$和M $_\ast^{\sim 1/2}$的强定标。此外，质量加载效率因子（质量流出速率除以SFR）的比例近似为M $_\ast^{-1/2}$。流出速度和质量负载缩放都表明这些流出是由超新星提供动力的，只有0.7%的超新星总能量转化为温暖流出的动能。如果log（M $_\ast$ /M $_\odot$）< $9.5$，星系会失去一些气体，而质量更大的星系则会保留所有的气体，除非它们经历合并。这个气体损失的阈值可以解释所观察到的质量-金属丰度关系的形状。
2014-12-05 astro-ph.CO astro-ph.GA
Concordance models of reionization: implications for faint galaxies and escape fraction evolution
最近的观测已经将星系紫外光度函数限制到z~10。然而，这些观测本身就允许了广泛的再电离的情况下，由于在昏暗的星系丰度和电离光子逃逸分数的不确定性。我们表明，需要与后再电离（z<6）测量的连续性，其中Lya森林提供了一个完整的宇宙学电离光子发射率的探测，显着减少了允许的参数空间。同时与实测的UV光度函数、CMB的Thomson光学厚度和Lya森林数据相一致的模型需要：1）将星系光度函数外推到非常微弱的UV星等M_lim ~-10，大致对应于UV背景抑制标度; 2）f_esc从z=4（其中最佳拟合为4%）到z=9增加> ~10倍;或3）更可能的是，未被探测到的星系贡献显著而f_esc增加更温和的混合解决方案。在低质量、再电离时期质量高达~10^10 M_sun的晕中，恒星形成受到强烈抑制的模型（例如，由于金属丰度依赖性）仅允许用于F_ESC演化的极端假设。然而，抑制质量被减小的这种模型的变体（例如，假设较早或较高的金属量底）与数据更一致。满足现有数据的一致性方案预测了50%电离分数z_reion（50%）~ 10的一致红移。另一方面，再电离的持续时间对亮星系与暗星系的相对贡献很敏感，暗星系占主导地位的情景预测了更长时间的再电离事件。过于依赖高z矮星的情况不受动力学Sunyaev-Zeldovich测量的青睐，动力学Sunyaev-Zeldovich测量更喜欢短的再电离历史。
2012-03-26 astro-ph.CO astro-ph.GA
Radiative Transfer Modeling of Lyman Alpha Emitters. I. Statistics of Spectra and Luminosity
我们结合一个宇宙学的再电离模拟与框大小为100 Mpc/h的一侧和蒙特卡罗莱曼α（Lya）辐射转移代码模型莱曼α发射体（LAEs）在z~5.7。该模型引入了Lya辐射转移作为将固有Lya发射性质转化为观测性质的单因子。来自辐射转移的Lya光子的空间扩散导致扩展的Lya发射，并且只能观察到具有高表面亮度的中心部分。由于辐射转移，LAEs的出现依赖于环星系和星系间介质的密度和速度结构以及视角，这导致对于给定的本征Lya光度，表观（观测）Lya光度分布很宽。辐射转移也引起Lya光子的频率扩散。由此产生的Lya线是不对称的，具有红色尾部。Lya线的峰值向较长波长移动，并且该移动与表观与本征Lya光度比反相关。简单的辐射转移模型为研究LAEs提供了一个新的框架。它能够解释Ouchi等人（2008）中观察到的z~5.7 LAEs的一系列性质，产生类似于观察到的Lya光谱，形态和表观Lya光度函数（LF）。在固定的UV光度下，表观Lya光度的广泛分布为观测到的UV LF提供了一个自然的解释，特别是向低光度端的营业额。该模型还再现了观测到的Lya等效宽度（EW）分布，并解释了紫外亮、高EW源的不足。由于表观与内在Lya光度比的广泛分布，该模型预测了LAEs的有效占空比和Lya逃逸分数。
2010-04-24 astro-ph.CO astro-ph.GA
Outflows and extended [CII] halos in high redshift galaxies
最近堆积的ALMA观测显示，$z\approx 6$的正常恒星形成星系被扩展的（$\approx 10\,\mathrm{kpc}$）[CII]发射晕所包围，这是最先进的放大模拟所无法预测的。我们提出了一个模型，其中这些晕是超新星驱动的冷却外流的结果。我们的模型包含两个自由参数，外流质量加载因子，$η$，和母星系暗物质晕圆速度，$v_c$。外流模型成功地匹配所观察到的[CII]表面亮度轮廓，如果$η= 3.20 \pm 0.10$和$v_c = 170 \pm 10{\,\rm km\,s^{-1}}$，对应于一个动态质量的$\approx 10^{11}\, \mathrm{M}_\odot$。预测的流出率和流速范围分别为$128 \pm 5 \,\mathrm{M}_\odot {\rm yr}^{-1}$和$300-500 {\,\rm km\,s^{-1}}$。我们的结论是：（a）扩展晕可以由冷却流出产生;（b）大的$η$值与恒星爆发驱动的流出勉强一致，但它可能表明来自活动星系核的额外能量输入;（c）[CII]晕的存在需要星系$f_{\rm esc} \ll 1$的电离光子逃逸分数。该模型也可以很容易地应用到个别高$z$星系，如观察到的，例如，ALMA ALPINE的调查已经开始。
2020-04-24 astro-ph.CO astro-ph.GA
Lyα emitters in a cosmological volume I: the impact of radiative transfer
Lyman-α发射体（LAEs）是探测宇宙高红移大尺度结构的理想靶，$z\gtrsim 2$。然而，它们的探测对依赖于当地天体物理条件的辐射转移效应很敏感。因此，对这个星系群的整体性质进行建模仍然是理论模型的挑战。在这里，我们开发了一个物理动机的计划来预测LAEs在宇宙学模拟。利用蒙特卡罗辐射转移程序计算了Lyα光子的逃逸，该程序输出Lyα逃逸分数。为了加快分配逃逸分数到单个星系的过程中，我们采用拟合公式，近似完整的Monte Carlo结果在10%的精度范围内的列密度，气体金属丰度和气体体速度。我们将我们的方法应用于大型N体模拟的半解析模型GALFORM。Lyα光子通过流出的中性气体介质逃逸，假设不同的几何形状。这导致在不同的预测典型的列密度和外流速度的LAE人口。为了理解辐射转移对我们预测的影响，我们将我们的模型与简单的丰度匹配分配进行了对比。我们的完整模型填充LAEs在质量较低的晕比得到的丰度匹配。总体而言，辐射转移效应导致更好的协议时，面对LAEs的属性对观测测量。这表明，在分析这个星系群时，包括它们的聚类，将Lyα辐射转移的影响纳入其中，对于获得对未来数据集的无偏解释是很重要的。
2018-06-29 astro-ph.CO astro-ph.GA
