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
UV-continuum slopes at z~4-7 from the HUDF09+ERS+CANDELS observations: Discovery of a well-defined UV-color magnitude relationship for z>=4 star-forming galaxies
利用超深ACS和WFC 3/IR HUDF+ HUDF 09数据，以及CDF-S GOODS场上的广域GOODS+ERS+CANDELS数据，测量了恒星形成星系在宽光度范围（0.1L*（z =3）~ 2L*（z =3））内高红移（z~7 ~ z~4）的紫外色，用紫外连续斜率β表示。使用未被Ly_alpha和光谱突变污染的所有ACS和WFC 3/IR通带测量β。广泛的测试表明，我们的beta测量只受到最小的偏差。使用不同的选择程序，Dunlop等人最近在他们的β测量中发现了很大的偏差。为了调和这些不同的结果，我们模拟了这两种方法，发现如果使用相同的通带来选择源和测量β，那么微弱源的β测量会受到很大的偏差。高红移星系显示出一个定义明确的静止坐标系紫外色-星等（CM）关系，在紫外光度较暗时，系统性地变蓝。在第一个1.5 Gyr中，在UV CM关系的斜率中没有看到演变，尽管从z~7到z~4，在零点到更红的颜色中有一个小的演变。这表明星系在L（UV）色（beta）平面上沿着一个定义明确的序列演化（“恒星形成序列”？）。尘埃似乎是驱动紫外线颜色（β）随光度变化的主要因素。这些新的更大的β样本改进了z~4-7处的尘埃消光估计，并证实在低光度和高红移下消光仍然基本为零。包含新的尘埃消光结果导致（i）z~4-8处的SFR密度与从恒星质量密度推断的密度之间的极好的一致性，以及（ii）在z>~4处的较高…
2012-07-09 astro-ph.CO
Hitting the slopes: A spectroscopic view of UV continuum slopes of galaxies reveals a reddening at z > 9.5
University of Oxford（牛津大学）；University College London（伦敦大学学院）；University of Chicago（芝加哥大学）；Kavli Institute for Cosmological Physics, University of Chicago（芝加哥大学卡弗里宇宙物理学研究所）；University of Cambridge（剑桥大学）；Kavli Institute for Cosmology, University of Cambridge（剑桥大学卡弗里宇宙学研究所）；Cavendish Laboratory, University of Cambridge（剑桥大学卡文迪许实验室）；Centro de Astrobiología (CAB), CSIC–INTA（西班牙国家航空航天技术研究所与西班牙国家科学研究委员会联合天体生物学中心）；European Space Agency（欧洲航天局）
研究通过295个光谱确认的星系紫外连续谱斜率β，发现z>9.5时β开始红化，主要驱动因素为尘埃缺乏和星系际辐射。
2024-12-10 astro-ph.CO astro-ph.GA
UV-Continuum Slopes of >4000 z~4-8 Galaxies from the HUDF/XDF, HUDF09, ERS, CANDELS-South, and CANDELS-North Fields
我们利用HST HUDF/XDF、HUDF 09 -1、HUDF 09 -2、ERS、CANDELS-N和CANDELS-S数据集，在很宽的红移z~4-8和光度范围内，测量了4000多个高红移星系的紫外连续谱斜率β。我们的新β结果在z~4（-15.5等：0.006 L*（z=3））、z~5（-16.5等：0.014 L *（z=3））以及z~6和z~7（-17等：0.025 L*（z=3））处达到非常微弱的水平。先前研究之间的相互影响使我们对系统误差进行了全面审查，并开发了一种新的技术来测量β，该技术对噪声影响产生的偏差具有鲁棒性。我们通过逐对象比较证明，所有以前的研究，包括我们自己的研究和在最新的HUDF 12数据集上进行的研究，都存在β的小系统误差。我们发现，在校正了系统误差（通常d（beta）~0.1-0.2）之后，来自不同组的在z~7处的所有beta结果都非常一致。我们测量的微弱信号的平均β（-18 mag：0.1L*（z=3））z~4，z~5，z~6和z~7星系的平均值为-2.03+/-0.03+/-0.06（随机误差和系统误差）分别为-2.14+/-0.06+/-0.06、-2.24+/-0.11+/-0.08和-2.30+/-0.18+/-0.13。我们的新β值比我们过去报告的更红，但比其他最近的结果更蓝。我们先前报道的在低光度下更蓝的β的趋势得到了证实，在高红移下向…
2014-08-03 astro-ph.CO
A critical analysis of the UV-continuum slopes of high-redshift galaxies; no evidence (yet) for extreme stellar populations at z > 6
最近有报道称，z~6-7处最暗的星系显示出极蓝的紫外连续斜率，紫外指数为β ~-3。这样的斜率比以前报道的任何其他星系种群都要蓝，这意味着无电离、年轻、金属丰度非常低的恒星星族具有高电离光子逃逸分数。在这里，我们进行了一个关键的研究的证据，这种极端值的β，结合三个新的WFC 3/IR选择的样本的星系跨越约20年的紫外光度在红移范围z~4.5-8。我们探讨了包含/排除不太强大的高z候选人的影响，并使用不同深度的样本来探索噪声和选择偏差的影响。简单的数据一致性论证表明，当分析扩展到这些WFC 3/IR选择的样品的最深~ 0.5等仓时，可以得到β的人工蓝色平均值，而不管探测的实际光度或z范围如何。通过将注意力限制在稳健的、探测良好的高z星系候选者上，我们发现，当z=5-7时，β的平均值与-2.05 +/-0.10一致，并且-22 < M_UV <-18。我们创建并分析了一组模拟结果，这些模拟结果表明，当紫外线斜率分析扩展到源检测阈值时，确实可以预期β的人工低/蓝色平均值的偏差，并得出结论，目前还没有明确的证据表明紫外线斜率明显比β-2更蓝，这是最蓝的恒星形成星系在更温和的z上显示的典型值。对z~7-8的最暗星系的β进行可靠的测量仍然是一个关键的观测目标，因为它提供了一个从潜在的丰富的再电离光子源中获得高逃逸分数的基本测试。这一目标可以通过HST实现，但需要HUDF中更深的WFC 3/IR…
2012-05-06 astro-ph.CO astro-ph.GA
The Baldwin effect in the narrow emission lines of AGNs
活动星系核中发射谱线的等效宽度与连续发光度之间的反相关，即鲍德温效应，在宽谱线上已经得到很好的证实，但对窄谱线的研究较少。在本文中，我们探讨了鲍德温效应的窄发射线在广泛的电离水平和临界密度使用的宽线，无线电安静的活动星系核采取的斯隆数字巡天（SDSS）数据发布4大样本。这些1型活动星系核在连续发光度上跨越三个数量级。我们发现，大多数窄线显示出类似的鲍德温效应斜率约为-0.2，而[NII] 6583，[OII] 3727，[NeV] 3425和Ha的窄成分的斜率的显着偏差可以通过金属丰度，恒星形成污染的影响来解释，并可能通过紫外光连续谱形状的差异来解释。斜率与电离势或临界密度均无相关性。我们表明，在5100 A附近的连续谱的50%的变化和观测到的光度的对数正态分布的组合可以自然地再现一个恒定的鲍德温效应斜率为-0.2的所有窄线。连续谱的变化可能是由于可变性，固有的各向异性发射，或倾斜效应。
2012-11-07 astro-ph.CO astro-ph.GA
The Global Star Formation Law of Galaxies Revisited in the Radio Continuum
我们研究了130个红外光度跨越3个数量级（10^9-10^12 Lsun）的本星系的恒星形成规律--气体与恒星形成率（SFR）之间的关系，其中包括91个正常旋涡星系和39个（超）亮红外星系[（U）LIRGs]。我们推导出他们的总（原子和分子）气体和致密的分子气体质量使用新的HI，CO和HCN的数据从文献中。星系的SFR是由总的IR（8-1000 μ m）和1.4 GHz射电连续谱（RC）光度确定的。星系盘的大小由RC图的椭圆高斯半高宽定义。我们推导了星系盘平均的SFR和各种气体表面密度，并研究了它们之间的关系。我们发现致密分子气体质量的星系盘平均表面密度与SFR的表面密度具有最紧密的相关性（散射~ 0.26 dex），并且在整个星系样本中在对数-对数空间中呈线性（幂律斜率N=1.03 +/- 0.02）。整个样品的总气体和SFR表面密度之间的相关性具有稍大的散射（~ 0.48 dex），并且通过斜率为1.45 +/- 0.02的幂律最佳拟合。然而，斜率从仅考虑法向螺旋时的~ 1变化到拟合中包括越来越多的（U）LIRG时的~ 1.5。当不同的CO到H2转换因子被用来推断正常星系和（U）LIRGs的分子气体质量时，最近在高红移星系的CO观测中声称的双峰关系似乎也存在于恒星形成星系的局部种群中。
2011-09-16 astro-ph.CO
An Apparent Redshift Dependence of Quasar Continuum: Implication for Cosmic Dust Extinction?
利用斯隆数字巡天中的一个大型非BAL射电宁静类星体样品，通过合成光谱研究了类星体连续谱的光度和红移依赖性。在两个不同的波长范围内测量类星体在UV-Opt波段的连续斜率，即，$α_{\nu12}$（$1000\sim 2000 \rmÅ$）和$α_{\nu24}$（$2000 \sim 4000 \rmÅ$）。一般来说，紫外光谱的斜率随着辐射热光度的升高而变硬（$α_ν$越高）。另一方面，当类星体被进一步分组到光度箱中时，我们发现$α_{\nu12}$和$α_{\nu24}$都显示出与红移的显着反相关（即，类星体连续体向更高的红移方向变红）。我们认为，宇宙尘埃消光很可能是这种观察到的$α_ν-z$关系的原因。我们建立了一个简单的宇宙尘埃消光模型来量化观测到的红化趋势，并找到了一个有效的尘埃密度$nσ_v \sim 10^{-5}h~\rm Mpc^{-1}$在$z<1.5$。还讨论了可能产生这种红化效应的其他可能性。
2015-04-17 astro-ph.CO astro-ph.GA
The Spectral Slope and Escape Fraction of Bright Quasars at $z \sim 3.8$: the Contribution to the Cosmic UV Background
我们利用BOSS巡天的1669个类星体（$r<20.15$，$3.6<z<4.0$）样本研究了它们的连续谱的内在形状和莱曼连续谱光子逃逸分数（f $_{esc}$），它是在865-885波长范围内观测到的通量与预期的内在通量（修正了星系际介质吸收）之间的比值。用幂律模型模拟类星体的内禀连续体形状，$F_λ\proptoλ^{-γ}$，我们发现了一个中值$γ=1.30$（具有$0.38$的色散，不依赖于红移和一个温和的内禀光度依赖性）和一个平均f $_{esc}=0.75$（独立于类星体的光度和/或红移）。f $_{esc}$分布在零附近有一个峰值，并有一个较高值的长尾，从而导致$0.7$的分散。如果我们假设类星体连续体是一个双幂律形状（也与数据一致），在$λ_{\rm br}=1000$ λ处有一个突变，在波长短于$λ_{\rm br}$处有一个软化的$Δγ=0.72 $，那么平均f $_{esc}$上升到$=0.82$。结合我们的$γ$和fPDMATHABMO估计与观测到的AGN光度函数（LF）的演变，我们计算AGN的贡献的紫外电离背景（UVB）作为红移的函数。活动星系核比LF特征光度的十分之一亮，能够产生大部分的$z\sim 3$，如果目前的样品是代表他们的属性。在较高的红移的贡献的星系人口是必要的。假设从$5.5$和$7.6\%$之间的星系的莱曼连续体光子的逃逸分数，独立的星…
2016-07-20 astro-ph.CO astro-ph.GA
GMASS ultradeep spectroscopy of galaxies at z ~ 2 - VII. Star formation, extinction, and gas outflows from UV spectra
利用静止标架紫外光谱研究了银河系质量大会超深光谱巡天（GMASS）中z ~ 2恒星形成星系的大尺度气体外流、尘埃消光和恒星形成速率的相关性质。尘埃消光估计从休息帧紫外线连续斜率，并用于获得样本的星系尘埃校正的恒星形成率。对于整个样品，连续斜率<β>的平均值= -1.11 \pm 0.44（r.m.s.）而平均SFR被发现<SFR>= 52 \pm 48 M_sun/yr（r.m.s.）。观测到SFR与恒星质量之间的正相关关系，其对数斜率为1.10 \pm 0.10。低电离吸收线，与星际介质，被发现是蓝移，相对于系统的静止框架，这表明有外流气体的典型速度的顺序约100公里/秒。最后，调查星系的紫外光谱特性和星系的一般属性之间的相关性，我们报告了星际吸收线的等效宽度和SFR，恒星质量和颜色过剩之间可能存在的相关性，类似于看到在不同的红移举行。
2011-11-18 astro-ph.CO
The unbiased measurement of UV spectral slopes in low luminosity galaxies at z=7
紫外线（UV）连续斜率β，通常在哈勃太空望远镜（HST）WFC 3/IR波段通过J-H色在z=7处观测到，是高红移恒星星族年龄、金属丰度和尘埃含量的有用指标。最近的研究表明，β随宇宙时间从红移7到4的红移演化可以在很大程度上用尘埃的积累来解释。然而，最初的说法，微弱的z=7星系在哈勃超深场WFC 3/IR成像（HUDF 09）是蓝色的，足以要求恒星星族的零红化，低金属量和年轻的年龄，迄今未见的恒星形成星系，已被驳斥和修订。在这里，我们重新审视的问题，如何最好地测量Z=7星系的紫外线斜率通过源恢复模拟，目前和未来的超深成像的背景下，从HST。我们考虑如何源检测，选择和颜色测量有偏见的测量β在以前的研究。在找到一种可靠的方法来测量模拟中的β（通过幂律拟合所有可用的测光）后，我们重新测量了先前公布的低光度z=7星系候选者样本的UV斜率。该样本中暗星系的平均紫外线斜率似乎与β =-2的正常恒星形成星系的内在分布一致，尽管正确解码潜在的分布将需要正在进行的HUDF 12计划的进一步成像。因此，我们继续考虑从这些新数据中获得对z=7处UV斜率的潜在分布的更好约束的策略，这将特别受益于在第二个J波段滤波器F140 W中添加成像。我们发现，一个精确和公正的测量β，然后应该是可能的。
2012-11-28 astro-ph.CO
Interpreting the Global 21-cm Signal from High Redshifts. II. Parameter Estimation for Models of Galaxy Formation
继我们以前的工作，其中相关的天空平均（全球）21厘米信号的星系际介质的属性的通用功能，我们现在调查的前景约束一个简单的星系形成模型与当前和不久的将来的实验。马尔可夫链蒙特卡罗适合我们的合成数据集，其中包括一个现实的银河前景，一个合理的信号模型，和噪声一致的100小时的积分由一个理想的仪器，建议一个简单的四参数模型，链接生产率的莱曼- $α$，莱曼连续，和X射线光子的暗物质晕的增长率可以很好地约束（$\sim 0.1$ dex在每个维度），只要所有三个光谱特征预计发生在$40 \lesssim ν/ \mathrm{MHz} \lesssim 120$检测。从这个基本的数值结果中可以自然地得出几个重要的结论，即，对全球21厘米信号的测量原则上可以（i）确定在所有红移$z \gtrsim 15$上恒星形成的特征晕质量阈值，（ii）扩展$z \lesssim 4$对X射线光度恒星形成率归一化的上限（$L_X$ -SFR）关系出$z \sim 20$，和（iii）提供联合约束恒星光谱和电离辐射逃逸分数在$z \sim 12$。虽然我们的方法是一般的，宽带测量的重要性，使我们的研究结果最相关的建议黑暗时代无线电探测器，这将有一个干净的看法全球21厘米信号从$\sim 40-120$兆赫从其有利位置以上的无线电安静，电离层自由月球远侧。
2015-09-25 astro-ph.CO
The UV to FIR spectral energy distribution of star-forming galaxies in the redshift desert
我们在COSMOS、GOODS-N和GOODS-S场中分析了Lyman break星系（LBG）、恒星形成星系（SF）BzK（sBzK）和紫外选择星系在1.5 < z < 2.5处的静止坐标系紫外-近红外光谱能量分布（SED）。此外，我们补充了位于GOODS领域的星系的多波长覆盖范围与从GOODS-Herschel项目获取的深FIR数据。我们发现sBzK星系比LBG更好地代表了SF星系在z ~ 2处的总体种群。对于一个给定的恒星质量，LBG倾向于比sBzK和UV选择星系具有更蓝的光学颜色。我们发现干净的PACS个人检测子样本的48个LBG，89 sBzK，和91个紫外线选择的星系，直接测量他们的尘埃排放。它们的SFR_total = SFR_UV + SFR_IR不能用由它们的连续谱斜率和局部星暴的IRX-β关系导出的尘埃校正因子来恢复。例如，这在z ~ 2处的主序列（MS）的定义中具有含义。PACS探测到的星系位于z ~ 2 MS之上，因此它们的恒星形成可能是由星暴驱动的。这与其IR SED的形状一致。具有更红的紫外连续斜率和更高的恒星质量的PACS探测到的星系衰减更大。我们发现，对于一个给定的紫外连续斜率的尘埃最多的星系在较高的红移衰减，并为一个给定的恒星质量的尘埃最多的星系在较高的红移有较强的FIR发射。这表明它们的尘埃性质发生了变化。然而，我们没有发现尘埃衰减和恒星质量之间…
2013-12-23 astro-ph.CO
Empirical determination of the shape of dust attenuation curves in star-forming galaxies
本文系统地研究了从远紫外到近红外（0.15- 20微米）的恒星形成星系中尘埃衰减曲线的形状，它是比恒星形成率（sSFR）和轴比（b/a）的函数，包括有和没有明显的核球的星系。我们的样本包括23，000（15，000）个星系，中值红移为0.07，在SDSS，UKIDSS-LAS（和GALEX-AIS）调查目录和SDSS光谱调查的发射线测量中有光度条目。我们发展了一种新的配对技术，以隔离尘埃衰减曲线从恒星连续辐射。主要结果如下：（i）光学衰减曲线的斜率随sSFR的变化很小，随b/a的变化很大，在膨胀主导星系中比银河系消光定律的斜率要陡得多;（ii）近红外光谱的斜率是恒定的，与银河系消光定律的斜率相匹配;（iii）UV具有与2175 AA处的尘埃碰撞一致的斜率变化，这在所有样品中是明显的，并且在膨胀主导的样品中强度随b/a强烈变化;（iv）随着sSFR的降低和b/a的增加，发射线到连续谱的尘埃衰减强烈增加;（v）随着sSFR的增加，尘埃衰减的径向梯度强烈增加，并且凸起的存在不会改变梯度的强度。这些结果是一致的图片中，年轻的恒星是由密集的“出生云”与低覆盖因子，分散的时间尺度约1 e7年和弥漫的星际尘埃分布在一个中央集中的磁盘与较小的scaleheight比老恒星，贡献了大部分的红色和近红外光。[删节]
2011-06-08 astro-ph.CO
Outflow and hot dust emission in broad absorption line quasars
我们研究了2099个宽吸收线（BAL）类星体的样本，z=1.7-2.2，由斯隆数字巡天数据发布7和宽视场红外巡天。这个样本是从文献中的两个BAL类星体样本中收集的，并通过我们的新算法进行了改进。流出速度和强度与热尘指标（β_NIR）和其他类星体的物理参数，如爱丁顿比，光度和紫外连续斜率的相关性进行了探索，以找出哪些参数驱动外流。这里β_NIR是近红外连续斜率，是热尘埃排放量相对于吸积盘排放量的良好指标。我们证实了以前的研究结果，流出的性质中度或弱依赖于爱丁顿比，紫外线斜率和光度。我们首次报道了BAL类星体的外流强度和速度与β_NIR的中等和显著的相关性。这与非BAL类星体中的蓝移宽发射线的行为是一致的。统计分析和合成光谱研究都表明，外流强度和速度与β_NIR的相关性比爱丁顿比、光度和UV斜率更强。特别是，复合材料表明，整个CIV吸收曲线蓝移和加宽的β_NIR的增加，而爱丁顿比和UV斜率只影响高速和低速部分的流出，分别。我们讨论了几个潜在的过程，并建议尘埃外流的情况下，即灰尘是固有的外流，并可能有助于外流加速，是最有可能的。作者可应要求提供BAL类星体目录。
2014-03-13 astro-ph.CO astro-ph.GA
The Photometric Properties of Galaxies in the Early Universe
我们使用大型宇宙流体动力学模拟BlueTides来预测星系在再电离时期（$z=8-15$）的光度特性。这些特性包括静止坐标系紫外到近红外的宽带光谱能量分布、莱曼连续谱光子产生、紫外恒星形成率校准和内禀紫外连续谱斜率。特别是，我们专注于探索各种建模假设的效果，包括假设选择的恒星星族合成模型，初始质量函数，和莱曼连续光子的逃逸分数，对这些数量。我们发现，这些建模的假设可以有一个戏剧性的影响，导致后果的准确测定的物理性质的观测光度特性。例如，在$z=8$，我们预测星云发射可以解释高达$50\%$的静止框架$R$ -波段光度，而恒星星族合成模型的选择可以改变莱曼连续生产率高达$\times 2$的一个因素。
2016-05-17 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
