The impact of ionizing radiation on the formation of a supermassive star in the early Universe
在一个恒星形成强烈的星系附近，一个巨大的原始晕可能坍缩成一颗超大质量恒星（SMS），并留下一个大约$10^5~M_{\odot}$的大质量黑洞种子。为了研究电离辐射对附近星系SMS形成的影响，我们选择了一对在$z >10$形成的大质量暗物质晕，进行了三维辐射流体动力学模拟。我们发现，丰富的结构，如团块和细丝周围的源星系屏蔽电离辐射的云。事实上，在某些情况下，电离辐射会加速云的坍缩。这一事实表明，云周围的电离有助于它的崩溃。只有在结构形成初期的强辐射才能阻止云的坍缩，但这比观测允许的值要强得多。我们还探讨了电离辐射对68晕样本的影响，通过采用分析模型，发现增加的平均密度的气体之间的SMS形成云和源星系保护电离辐射的气体云，因为它们彼此接近。因此，我们得出结论，电离辐射并不能阻止在大多数情况下形成的SMS。
2017-07-15 astro-ph.CO astro-ph.GA
Peering through the holes: the far UV color of star-forming galaxies at z~3-4 and the escaping fraction of ionizing radiation
我们的目标是研究逃逸电离辐射对高红移星系颜色选择的影响，并确定候选的莱曼连续谱（LyC）发射体。井上等人的星系际介质公式。（2014）和Bruzual&Charlot（2003）的星系合成模型已被用来正确处理紫外恒星辐射、星系际传输的随机性和电离区的平均自由程。通过打开/关闭电离辐射的逃逸分数来计算颜色轨迹。与最近的研究不同，IGM传输的仔细处理导致高红移宽带颜色选择没有显着影响。随着红移的增加，电离光子的平均自由程减小，进一步减少了LyC对宽带颜色的贡献。我们还表明，突出的LyC源可以选择在适当的条件下，通过计算零逃逸电离辐射的概率。该方法适用于从GOODS-S领域提取的星系样本。一个已知的LyC源在z=3.795被成功地恢复为LyC发射体候选者，另一个令人信服的候选者在z=3.212的报告。对这两个来源的详细分析（包括它们的变化性和形态）表明，在紫外线中，恒星和非恒星（AGN）的贡献可能是混合的。结论：2.5<z<4.5星系的经典宽带颜色选择不会阻止所选样品中包含LyC发射体。在相对明亮的星系（L>0.1L*）中，大的fesc可能是由于存在一个在任何波长都不容易探测到的微弱活动星系核。混合恒星和非恒星（AGN）的电离辐射可以共存于这些系统中，并解释了文献中报道的紫外过剩和恒星星族合成模型之间的紧张关系。
2015-02-24 astro-ph.GA
First Investigation of the Combined Impact of Ionizing Radiation and Momentum Winds from a Massive Star on a Self-Gravitating Core
大质量恒星通过发射电离光子和通过恒星风喷射物质来塑造周围的ISM。为了研究大质量恒星风的动量对周围中性或电离物质的影响，我们在光滑粒子流体动力学（SPH）代码SEREN中实现了一个新的基于HEALPix-based动量守恒风计划。一项关于类O7.5恒星反馈对自引力球的影响的定性研究表明，从风到周围冷气体的动量转移本身就具有压缩和分散效应。它主要影响低密度和中等密度的气体。当与恒星源的电离紫外线辐射相结合时，我们发现动量驱动的风对气体几乎没有直接影响。我们的结论是，在一个大质量恒星的主序，紫外电离辐射是主要的反馈机制塑造和压缩的冷气体。总的来说，风对致密气体动力学和恒星形成的触发的影响是非常温和的。在仅电离模拟和组合反馈模拟中形成的结构非常相似。然而，在组合反馈的情况下，不同的SPH粒子最终被压缩。这表明，气体混合的微观物理不同之间的两个反馈模拟，风可以有助于本地重新分配和重新洗牌的气体。
2014-12-12 astro-ph.GA
Systematic Bias in Ionizing Radiation Escape Fraction Measurements from Foreground Large-Scale Structures
本研究利用268个背景星系和COSMOS场密度图，发现Lya光学深度与星系密度正相关，表明过密区域的中性气体会导致电离辐射逃逸分数测量产生系统性偏差，并强调测光方法及Euclid等巡天在修正此效应中的优势。
2025-04-23 astro-ph.GA
Constraints on the production and escape of ionizing radiation from the emission-line spectra of metal-poor star-forming galaxies
我们探讨的生产和逃逸的电离光子在年轻的星系通过调查的紫外线和光学发射线特性的模型的电离有界和密度有界的HII区域，活动星系核（AGN）的窄线区域和辐射冲击计算所有使用相同的物理一致的描述元素丰度和耗尽的尘埃颗粒下降到非常低的金属。我们将这些模型与贫金属恒星形成星系和莱曼连续体（LyC）泄漏的参考样本进行比较，这些参考样本在不同的红移，这使得同时探索更多的光谱诊断比通常可在一次为个别子样本。我们确认，目前的单星和双星人口合成模型不产生足够硬的辐射占最贫金属星系的高电离辐射。无论是活动星系核还是辐射激波分量的引入都能使模型与观测结果相一致。一个已发表的模型，包括X射线双星是一个有吸引力的替代再现所观察到的上升HeII 4686/Hbeta比减少氧丰度的金属贫恒星形成星系，但不是高观察到的HeII 4686/Hbeta比的星系大EW（Hbeta）。在这些极端的天体中，似乎需要更硬的电离辐射源，例如活动星系核或辐射激波成分，这可能与初始质量函数偏向于低金属丰度的大质量恒星有关。这也可以解释相对于电离结合模型，确认的LyC泄漏物的[OI]/[OIII]比率惊人地高。我们发现没有简单的肉眼诊断的电离源的性质和逃逸的LyC光子，这需要适当的同时适合几条线进行歧视。
2019-09-16 astro-ph.GA
The connection between the escape of ionizing radiation and galaxy properties at z~3 in the Keck Lyman Continuum Spectroscopic Survey
电离辐射逃逸分数（$f_{esc}$）和星系性质之间的联系，如恒星质量（M*），年龄，恒星形成率（SFR）和尘埃含量，是再电离模型的关键输入，但这些关系中的许多在高红移下仍然未经检验。本文对Keck-Lyman连续谱巡天（KLCS）中的96个z~3星系进行了分析。这些星系都有灵敏的凯克/LRIS光谱测量的莱曼连续（LyC）区域，和多波段测光的地方限制恒星星族参数。我们构建复合光谱的子样本作为星系属性的函数，并量化每个复合材料的电离光子逃逸。我们发现$f_{esc}$和M* 之间存在显著的反相关，这与宇宙学放大模拟的预测一致。我们还发现$f_{esc}$和E（B-V）之间存在显著的反相关性，编码了我们样本中LyC逃逸的潜在物理学。我们还发现，$f_{esc}$和恒星年龄或特定的SFR（=SFR/M*）之间没有显着的相关性，具有挑战性的解释，同步最近的恒星形成和电离逃逸的有利条件。在KLCS中，与$f_{esc}$相关的星系属性是Ly $α$等效宽度、紫外线亮度、M*、SFR和E（B-V），但年龄或sSFR没有相关性。到目前为止，这是最全面的分析星系属性和LyC逃逸在高红移，并将用于指导未来的模型和观测的再电离时代。
2022-10-29 astro-ph.GA
New Constraints on the Escape of Ionizing Photons From Starburst Galaxies Using Ionization-Parameter Mapping
星暴星系中电离辐射的命运是理解宇宙再电离的关键。然而，电离辐射逃逸分数所依赖的银河系参数还没有得到很好的理解。电离参数映射为研究星暴星系的辐射转移提供了一种简单而有效的方法。我们获得了六个附近矮恒星爆发的[SIII]/[SII]发射线比率图：NGC 178，NGC 1482，NGC 1705，NGC 3125，NGC 7126和He 2-10。窄带图像是由Las Campanas天文台的Maryland-Magellan可调谐滤波器获得的。利用这些数据，我们先前报道在NGC 5253中发现了光学薄电离锥，在这里我们也在NGC 3125中发现了类似的电离锥。后一个圆锥体的开口角为40+/-5度（0.4 ster），表明电离辐射可能通过的通道对应于一个小的立体角。此外，有三个样本星系具有风和/或超级气泡活动，这应该有助于逃逸辐射，但它们在光学上很厚。这些结果支持的情况下，方向偏差限制了我们的能力，直接检测逃逸莱曼连续在许多星爆星系。对光学薄星系和光学厚星系的恒星形成特性和历史的比较与模型一致，即高逃逸分数仅限于年龄足够大（> 300万年）的星系，以便机械反馈在ISM中清除光学薄通道，但足够年轻（<500万年），电离星仍然存在。
2013-11-12 astro-ph.GA
A machine-learning approach to measuring the escape of ionizing radiation from galaxies in the reionization epoch
最近在$z \gtrsim 7$对星系的观测，以及普朗克任务测得的电子散射光学深度的低值，使星系似乎是再电离时期电离光子的主要来源。然而，星系驱动的再电离的情况下铰链的假设，电离光子的平均逃逸分数是显着高于星系在再电离时代比在本地宇宙。詹姆斯·韦伯太空望远镜（JWST）上的NIRSpec仪器将能够对再电离时代星系的大样本进行光谱观测。虽然电离光子的泄漏将无法从这些光谱中直接测量，但预计泄漏将对光谱斜率和星云发射线在静止帧紫外和光学中的强度产生间接影响。在这里，我们应用机器学习技术称为套索回归模拟$z=7$星系的模拟JWST/NIRSpec观测，以获得一个模型，可以预测逃逸分数从JWST/NIRSpec数据。除了模拟光谱中的系统偏差之外，我们的方法能够检索逃逸分数，对于我们的基准模拟，在1500 nm的静止帧波长处具有$S/N\approx 5$的光谱，平均绝对误差为$Δf_{\mathrm{esc}} \approx 0.12$。这种预测精度代表了对以前类似方法的显著改进。
2016-07-01 astro-ph.GA
Escape of ionizing radiation from high redshift dwarf galaxies: role of AGN feedback
虽然低质量的恒星形成星系通常被认为是再电离的主要驱动力，但它们对宇宙紫外线背景的实际贡献仍然不确定，主要是因为电离光子的逃逸分数仅受到很差的限制。理论研究表明，有效的超新星反馈是创造电离辐射可以逃逸到星系际介质的路径的必要条件。我们调查的可能性，吸积超大质量黑洞在早期矮星系可能会提供额外的反馈和增强电离辐射泄漏。我们使用一系列高分辨率的宇宙辐射流体动力学模拟，我们隔离不同的反馈源。我们发现超新星反馈阻止了黑洞的增长，从而淬灭了与之相关的反馈。即使在黑洞可以生长的情况下，星际介质的结构也受到超新星反馈的强烈控制。我们的结论是，在矮星系制度，超大质量黑洞似乎并没有发挥重要作用，提高逃逸分数，并在早期的紫外线背景。
2017-12-15 astro-ph.CO astro-ph.GA
Indirect Evidence for Escaping Ionizing Photons in Local Lyman Break Galaxy Analogs
早期恒星形成的星系群是宇宙再电离的主要候选者。目前还不清楚是什么条件和物理过程使相当一部分电离光子能够从这些富含气体的星系中逃逸出来。在本文中，我们提出的分析结果的HST COS远紫外光谱加上辅助多波段数据的一个样本的22个低红移星系，是很好的类似物，典型的恒星形成星系在高红移。我们测量了三个参数，提供了电离辐射逃逸的间接证据：（1）在饱和的星际低电离吸收线的核心的剩余强度。(2)蓝移莱曼α线发射的相对量，和（3）[SII]光学发射线的相对弱。我们使用这些诊断来排序我们的样品在可能的泄漏方面，注意到最近已经为我们样品中最泄漏的成员之一做出了逃避莱曼连续体的直接测量。然后，我们检查我们的排名和其他建议的诊断泄漏之间的相关性，并找到一个与莱曼α发射线的等效宽度的相关性。谈到星系的性质，我们发现与泄漏最强的相关性是与恒星形成区域的紧凑性和星系外流的速度。这表明极端的反馈-高强度的电离辐射和来自辐射和热银河风的强大压力-结合在一起，在中性气体中产生了重要的空穴。这些结果不仅揭示了电离辐射从恒星形成强烈的星系逃逸的物理机制，它们还提供了间接的观测指标，可用于高红移，直接测量逃逸的莱曼连续辐射是不可能的。
2015-08-04 astro-ph.GA
The Effects of the Ionizing Radiation Background on Galaxy Evolution
我们发现，假设的电离背景的数量和性质可以强烈地影响星系形成和演化。星系演化模拟通常包含在z=3以上迅速下降的紫外背景;例如，Haardt & Madau（1996）的结论。然而，这种下降可能太陡，以适应电子散射光学厚度或观测的中间红移（z ~ 2-4）Ly-alpha森林传输的WMAP约束。作为替代方案，我们模拟了具有紫外背景的单个星系的宇宙形成，这些星系在高红移时下降得更慢：简单的强度重新标度和Faucher-Giguere（2009）最近推导的背景，它在高红移时软化了光谱。我们还测试了近似的X射线背景与类似的z依赖性。我们发现，对于测试星系，电离辐射强度或硬度的增加通常会将恒星形成推向较低的红移：尽管模拟框中的整体恒星形成减少了10- 25%，但星系显示在z=1之后形成的30 kpc半径内的恒星比例增加了约2倍。其他影响包括后期气体流入增强了30倍，恒星半质量半径减少了30%，中心速度色散增加了40%，以及子结构的强烈减少。影响的大小取决于特定星系的环境/吸积特性。
2009-09-01 astro-ph.GA
Photon leaking or very hard ionizing radiation? Unveiling the nature of heII-emitters using the softness diagram
具有星云HeII辐射的恒星形成星系包含非常高能的电离辐射源，这可以被认为是早期宇宙再电离的主要贡献者。因此，为这些源的等效有效温度（T*）提供可靠的绝对标度是非常重要的。我们使用所谓的软度图研究了一个局部（z< 0.2）恒星形成星系的样本，该样本显示了光学星云HeII发射，涉及两个连续电离阶段中两种元素的发射线（例如，[SII]/[SIII]对[OII]/[OIII]）。我们第一次使用HeI/HeII的比例在这些图中，以探索更高的范围内的T* 预期在这些objects.We建立网格的光电离模型，涵盖不同的黑体温度，模型集群的气氛，和密度有界的几何形状来解释样品中观察到的条件。我们验证了使用的软度图，包括发射线比HeI/HeII结合黑体光电离模型可以提供一个绝对规模的T* 为这些对象。类贝叶斯编码的应用表明，星系样本的T* 在50-80 kK的范围内，平均值高于60 kK。这些高温值的平均值只能用几乎不含金属的恒星的星团模型来重现，尽管这样的电离源不能解释超过1 σ的最高T* 值，也不能解释在软度图中观察到的色散。根据我们的光电离模型，大多数样本星系可能会在一定程度上受到电离光子泄漏的影响，呈现出平均光子吸收分数为26%或更高，这取决于电离星系团的金属丰度假设。
2020-09-23 astro-ph.GA
The Connection Between Reddening, Gas Covering Fraction, and the Escape of Ionizing Radiation at High Redshift
我们利用z~3的大样本星系建立了红移、中性气体覆盖率（fcov（HI））和高红移电离光子逃逸之间的关系。我们的样本包括933个z~3的星系，其中121个在剩余紫外（λ =850-1300 A）下具有非常深的光谱观测（>7小时）。基于这些星系的复合光谱所示的外流光学厚HI的高覆盖率，我们得出结论，光电吸收，而不是尘埃衰减，占主导地位的电离光子耗尽。通过模拟的复合光谱的组合的未衰减的恒星光谱，包括星云连续发射的一个被吸收的HI和红的视线消光，我们得出的经验关系E（B-V）和fcov（HI）。具有更红的UV连续体的Galerkin具有更大的HI覆盖分数，其特征在于更高的视线折射率。我们的结果与Lya通过无气体视线的逃逸是一致的。覆盖分数的基础上，低电离星际吸收线系统低估那些推导出的HI线，这表明大部分流出的气体可能是贫金属。我们发展了一个模型，它连接的电离逃逸分数与E（B-V），并可用于估计逃逸分数的一个系综的高红移星系。或者，直接测量我们的数据的逃逸分数，使我们能够限制的内在900-1500 A的流量密度比为>0.20，一个值，有利于恒星星族模型，包括较弱的恒星风，一个平坦的初始质量函数，和/或二进制的演变。最后，我们展示了如何在这里讨论的框架可以用来评估电离辐射逃逸高红移星系的途径。[删节]
2016-06-10 astro-ph.GA
Anisotropic Radiation in Super-Eddington Active Galactic Nuclei: The Responsivity of Broad-Line Regions to Continuum Variability
State Key Laboratory of Particle Astrophysics, Institute of High Energy Physics, Chinese Academy of Sciences（高能物理研究所粒子天体物理国家重点实验室）；National Astronomical Observatories, Chinese Academy of Sciences（中国科学院国家天文台）；School of Astronomy and Space Science, University of Chinese Academy of Sciences（中国科学院大学天文与空间科学学院）
该研究针对超爱丁顿AGN，通过分析Hβ线响应性结合光电离计算，证实其入射电离辐射存在强各向异性，该结果或与JWST发现的“小红点”相关。
2026-10-14 astro-ph.GA
Radiative transfer of ionizing radiation through gas and dust: stellar source case
我们提出了一个新的尘埃扩展的蒙特卡罗辐射转移代码崩溃，这使它能够模拟电离辐射的传播通过气体和尘埃的混合物。新的代码适用于研究理想的银河H II区域和小尺度再电离尘埃吸收的影响。我们发现，H II区域的大小减少了尘埃的存在，而它们的内部温度和电离结构基本上不受影响。在小尺度再电离模拟中，尘埃使电离锋变硬，延迟了电离泡的重叠。研究发现，这种效应仅微弱地取决于密度较低地区假设的尘埃丰度。
2018-09-11 astro-ph.CO astro-ph.GA
No top-heavy stellar initial mass function needed: the ionizing radiation of GS9422 can be powered by a mixture of AGN and stars
本文针对高红移星系GS9422异常电离辐射提出替代解释，利用神经网络模拟器Cue从发射线直接推断电离谱，发现其可由年轻贫金属恒星与低光度活动星系核按65%/35%混合提供能量，无需引入头重脚轻的恒星初始质量函数。
2024-08-30 astro-ph.GA
Host-galaxy stars can dominate the ionizing radiation field of the circumgalactic medium in galaxies at Cosmic Noon
基于FIRE宇宙学放大模拟与蒙特卡洛辐射转移，研究量化宿主星系恒星对CGM电离辐射场的影响，表明宇宙正午时其作用可深入星系周介质，光致电离模型应予纳入。
2024-05-21 astro-ph.GA
On the origin of low escape fractions of ionizing radiation from massive star-forming galaxies at high redshift
在$z\sim3$ - $4$，来自大质量恒星形成星系的电离辐射的低逃逸分数的物理起源还没有得到很好的理解。我们进行理想化的盘星系模拟，以了解银河系的属性，如金属丰度和气体质量如何影响莱曼连续统（LyC）光子的逃逸使用辐射流体动力学模拟与强恒星反馈。我们发现嵌入质量为$M_h\simeq10^{11}\,M_\odot$的晕中的贫金属（$Z=0.002$）星系的亮度加权逃逸分数为$\left<f_{\rm esc}^{\rm 3D}\right>\simeq 10\,\%$。大约一半的LyC光子在100 pc的尺度内被吸收，另一半在ISM（$\lesssim 2\, {\rm kpc}$）中被吸收。当气体的金属丰度增加到$Z=0.02$时，逃逸分数显著降低到$\left<f_{\rm esc}^{\rm 3D}\right>\simeq1\%$，因为年轻的恒星被它们的诞生云遮蔽的时间更长。相比之下，将气体质量增加5倍会导致$\left<f_{\rm esc}^{\rm 3D}\right>\simeq 5\, \%$，因为LyC光子仅被较厚的圆盘适度吸收。我们的实验表明，高金属丰度可能更负责在大质量恒星形成星系中观察到的低逃逸分数，支持逃逸分数随晕质量增加而减少的情况。最后，可以忽略不计的逃逸分数和表面密度的恒星形成或星系外流率之间的相关性。
2020-10-14 astro-ph.GA
Ionizing radiation from AGNs at z>3.3 with the Subaru Hyper Suprime-Cam Survey and the CFHT Large Area U-band Deep Survey (CLAUDS)
我们使用深和广泛的成像数据从CFHT大面积U波段深调查（CLAUDS）和超Suprime-Cam斯巴鲁战略计划（HSC-SSP）约束电离辐射（莱曼连续体; LyC）逃逸分数活动星系核在$z \sim 3 - 4$。对于94个光谱红移在$3.3 < z < 4.0$的活动星系核，我们利用它们的U带/i带通量比来估计单个活动星系核的LyC透射。它们的LyC透射率的分布值低于相同红移范围的IGM的LyC透射率值的范围，这表明活动星系核在$z>3.3$的LyC逃逸分数在大多数情况下远低于1。我们没有发现LyC透射率值取决于其UV光度的任何趋势。基于对叠层像的光度测量，我们得到了活动星系核在$3.3<z<3.6$时从天体$(f_{LyC}/f_{UV})^{out} = 0.182 \pm 0.043$逃逸出的LyC和非电离紫外光子的平均通量比，如果我们假设活动星系核具有一个基准的内禀SED，它对应于LyC逃逸分数$f_{esc} = 0.303 \pm 0.072$。基于估计的LyC逃逸分数和活动星系核的紫外光度函数，我们认为，紫外选择活动星系核的贡献的LyC发射率的时代是次要的，虽然其贡献的大小在很大程度上取决于紫外光度函数的形状。
2021-09-21 astro-ph.GA
Gauging Metallicity of Diffuse Gas Under An Uncertain Ionizing Radiation Field
气体金属丰度是一个关键量，用于确定气体云在包括星际和星系间空间在内的广泛天文环境中的物理条件。特别是，在环星系介质（CGM）的研究中，相当大的努力集中在金属丰度测量，因为气体金属丰度作为一个关键的参数，无论是在CGM中观察到的重离子起源于化学富集的流出物或更化学原始的气体从星系际介质吸积。然而，由于气体是电离的，因此确定CGM金属性的必要的第一步是限制气体的电离状态，除了气体密度之外，电离状态还取决于紫外背景辐射场（UVB）。虽然人们普遍认为UVB的强度和光谱斜率都是不确定的，但文献中没有适当地讨论不确定的光谱斜率的影响。这封信表明，采用不同的光谱斜率可以导致推断的CGM金属丰度的数量级差异。具体而言，较硬的UVB光谱导致对于给定的一组观察到的离子柱密度的较高的估计气体金属丰度。因此，这种系统的不确定性必须折叠到电离气体金属丰度估计的误差预算。初步研究表明，经验诊断可用于区分硬和软电离光谱。应用这些诊断有助于减少CGM金属丰度估计的系统不确定性。
2017-06-14 astro-ph.GA
Revisiting the hardening of the stellar ionizing radiation in galaxy disks
在这项工作中，我们探索准确的新方法来获得电离参数（$U$）和等效有效温度（$T_*$）在HII区使用的发射线强度从电离气体。基于[OII]、[OIII]、[SII]和[SIII]的所谓软度参数（$η$）已被提出来估计辐射的电离入射场的硬化，但是该参数与$T_*$的最简单关系也取决于$U$和金属度（$Z$）。在这里，我们提供了一个贝叶斯类似的代码（HCm-Teff），比较观测到的$η$的发射线与一个大的网格的光电离模型的预测给出精确的估计$U$和$T_*$时，$Z$是已知的。我们还研究了这些参数的径向变化，在充分研究的盘星系观察到的混沌合作。我们的研究结果表明，观测到的$η$的径向减少可以归因于$T_*$的径向硬化，在星系盘NGC~628和NGC~5457。另一方面，NGC~5194呈现出柔度参数拟合的正斜率，在$T_*$中具有平坦斜率。相反，这三个星系似乎并没有提出大的径向变化的电离参数。当我们检查一个较大的星系样本，我们观察到陡峭的径向变化的$T_*$在不太明亮和晚型星系，模仿观察到类似的趋势$Z$，但研究的样本应该扩大，以获得更有统计意义的结论。
2018-12-14 astro-ph.GA
Flux sensitivity requirements for the detection of Lyman continuum radiation drop-ins from star-forming galaxies below redshifts of 3
利用GALEX和VIMOS-VLT深度巡天的特征紫外光度（$L^{*}_{1500(1+z)}$）估算了恒星形成星系逃逸电离辐射的通量，并给出了其与红移和逃逸分数的函数关系。这些估计为仪器和观测策略的设计提供了指导，无论是光谱还是光度，都试图检测LyC逃逸恒星形成星系的红移$ z < 3$。给出的例子涉及的绝对逃逸分数（$f^{e}_{LyC}$）的电离光子，集成在整个极端紫外（EUV）带通，相对逃逸分数（$f^{e}_{900}$）观察到的电离边缘在911.8欧姆作为HI，HeI和HeII柱密度的函数。我们发现，对于$\log{N_{HI}(cm^{-2})} \gtrsim 17.0$，$f^{e}_{LyC}$显著大于$f^{e}_{900}$。在静止坐标系EUV中探测LyC“落入物”将为确定电离光子$f^{e}_{LyC}$的积分分数提供增强的保真度，这些电离光子$f^{e}_{LyC}$逃离恒星形成星系并有助于元星系电离背景。
2017-09-04 astro-ph.GA
Hubble imaging of the ionizing radiation from a star-forming galaxy at z=3.2 with fesc>50%
恒星形成星系被认为是主导z>7的宇宙再电离的主要候选源，并且在中等红移处显示莱曼连续体（LyC）泄漏的类似物的搜索是目前活跃的研究路线。我们使用F336 W滤镜中的哈勃/WFC 3在z=3.2处观察到了一个恒星形成星系，对应于730- 890 A静止坐标系，并检测到LyC发射。这个星系非常紧凑，并且有很大的氧比[OIII]5007/[OII]3727（>=10）。光学/近红外光谱和深多波段测光（包括6 Ms X射线，钱德拉）没有显示核活动。测量的电离辐射逃逸分数的范围为50-100\%，这取决于IGM衰减。在S/N=10处探测到LyC发射，m（F336 W）=27.57+/-0.11，有效半径R_e<200 pc，空间分辨良好。从光电离和辐射转移模型的预测是在这里报道的属性，表明恒星风和超新星爆炸的有核恒星形成区域可以吹空腔产生密度有界的条件下兼容的光学薄介质。不管电离辐射的性质如何，这些源在整个电磁波谱上的光谱特征对于它们在再电离时期（当LyC不可观测时）的识别至关重要。有趣的是，斯皮策/IRAC最近在z~7.5-8.5处观测到的强烈静止帧光发射（[OIII]+Hbeta）的光度特征与在该星系中观测到的相似。只有詹姆斯·韦伯太空望远镜将测量z>7的光学线比，允许与较低红移的LyC发射体进行直接比较。
2016-02-01 astro-ph.GA
Fluctuating feedback-regulated escape fraction of ionizing radiation in low-mass, high-redshift galaxies
低质量星系被认为提供了宇宙再生所需的大部分电离辐射。逃离星系的光子数量在理论上没有得到很好的限制，也很难通过观测来测量。然而，它是再电离模型的一个基本参数。我们详细研究了电离辐射如何从高红移星系泄漏。为此，我们使用了一系列高分辨率的辐射流体动力学模拟，在宇宙学背景下放大三个矮星系。我们发现，从超新星爆炸的能量和动量输入有一个调节逃逸分数的关键作用，通过破坏致密的恒星形成团块，并清除在晕视线。在没有超新星的情况下，光子被吸收得非常局部，在大质量恒星的诞生云中。我们遵循逃逸分数的时间演化，并发现它可以变化超过六个数量级。这解释了先前研究发现的逃逸分数值的大分散性。这种快速的变化也影响了再电离源的可观测性：即使像$M_{\rm UV} = -14$这样深的调查也会错过大约一半的莱曼连续辐射源。
2017-05-02 astro-ph.CO astro-ph.GA
The Lyman Continuum Escape Survey -- II: Ionizing Radiation as a Function of the [OIII]/[OII] Line Ratio
我们讨论了一个大的（~50）样品的z=3.1莱曼α发射体（LAEs）的物理性质表明，这样的来源是有前途的星系在再电离时代的类似物的休息帧光发射线光谱。现在已经确定了可靠的莱曼连续体逃逸分数，用于从莱曼连续体逃逸调查（LACES）中获得的大样本LAE，该调查是通过Fletcher等人（2019）报告的SSA 22调查区域中的深层HST成像进行的。使用新的措施[OII]发射固定从凯克MOSFIRE光谱，我们重新检查，对于一个更大的样本，早期的声称，莱曼连续泄漏可能与星云发射线比[OIII]/[OII]预期的密度约束HII地区。我们发现，一个大的[OIII]/[OII]线比确实是莱曼连续泄漏的必要条件，加强早期的索赔使用较小的样品在各种红移。然而，并不是所有的LAE与大[OIII]/[OII]线比的泄漏和泄漏的辐射似乎不与其他光谱诊断的差异。这表明泄漏辐射的检测受到附加属性的调制，可能是多孔HII区域的视角。我们讨论了我们的新结果的背景下，引人注目的双峰的LAE泄漏和非泄漏的LACES计划中发现的宇宙再电离源的影响。
2019-12-31 astro-ph.GA
Exploring the hardness of the ionizing radiation with the infrared softness diagram. II. Bimodal distributions in both the ionizing continuum slope and the excitation in active galactic nuclei
本研究改进红外软度图并结合极高激发线，利用HCm-Teff-IR代码分析大型AGN样本，发现其电离连续谱斜率α_OX与电离参数U呈双峰分布，揭示了活动星系核中存在两类截然不同的辐射场与吸积盘物理状态。
2025-03-20 astro-ph.GA
HII region G46.5-0.2: the interplay between ionizing radiation, molecular gas and star formation
HII区域特别有趣，因为它们可以产生致密的气体和尘埃层，指向电离源的细长气柱或气柱，以及致密气体的彗星状小球，在那里可以触发恒星形成。了解电离辐射和周围致密气体之间的相互作用对于解释这些奇特结构的起源非常重要，因此可以表征触发恒星形成。G46.5-0.2（G46）是一个研究较少的银河系HII区，位于4kpc左右，是进行这类研究的极好目标。利用从银河环巡天中提取的公开分子数据（13 CO J=1-0）和詹姆斯·克拉克·麦克斯韦望远镜数据档案（~（12）CO，~（13）CO，~（18）O J=3-2，HCO ~+和HCN J=4-3），并结合GLIMPSE和MIPSGAL巡天的红外数据，对G46的分子环境和周围的年轻天体进行了全面的研究，发现G46是一个典型的年轻天体。可能是由O 7V星激发的，位于靠近GRSMC G046.34-00.21分子云的边缘。它呈现出马蹄形的形态，开口朝向云的方向。我们在分子气体中观察到一个可能与G46有关的边界结构，并且在其开放边界没有相当大的分子发射。我们发现，在G46西南方向约10'处有一些柱状特征，在8 μ m处发光，指向HII区域开放边界。我们认为这些柱状特征是由来自G46的电离流雕刻而成的。我们发现了几个可能嵌入分子云中的年轻恒星物体，它们主要集中在两个地方：一个是靠近G46开放边界的II类源，另一个主要是由位于柱状特征前方的I类YSO组成，强烈…
2015-04-15 astro-ph.GA
Can Wolf-Rayet stars be the missing ingredient to explain high-z He II ionizing radiation?
研究通过分析低金属丰度下WR星的电离辐射特性，发现其可能为高红移星系中He II电离辐射的来源。
2025-11-20 astro-ph.GA astro-ph.SR
Discovery of an Ionizing Radiation Field in the Universe
我们提请注意的观测证据表明，一个众所周知的宇宙天体弥漫紫外线背景辐射场的相当大的一部分，实际上是由于不尘埃散射星光，而是-考虑到其光谱特性在天空中的大多数位置-有一个未知的物理起源。我们得出这个结论是通过重新检查漫射紫外线背景的光谱，这些光谱是很久以前用两艘旅行者号宇宙飞船上的紫外线光谱仪获得的，它们位于我们太阳系的很远的地方，而且位置非常不同。对于这部分新发现的辐射，既没有合理的，也没有不合理的传统天体物理学来源，我们推测，我们观察到的光子起源于组成无处不在的暗物质的粒子的非常缓慢的衰变，我们知道暗物质包裹着我们的银河系。不管这是否真的是辐射源，这个新的辐射场延伸到912光年以下，所以我们终于找到了重新电离宇宙的辐射。
2018-05-24 astro-ph.CO astro-ph.GA
On the hardening of the ionizing radiation in HII regions across galactic discs through softness parameters
本文研究了HII区电离团簇的辐射硬度。首先，我们探讨了软参数的适用性，最初定义在光学对连续的电离阶段相同的物种。随着红外空间天文台的出现，这一定义已扩展到中红外。我们表明，柔软度参数，确定在光学和中红外波长，是敏感的有效温度使用的样本中的两个光谱制度的数据。这一点可以通过与光电离模型网格的数据比较得到证实，尽管即使对于不同的恒星模型大气，也没有发现完全一致的结果。最后，我们表明，这两个软参数是一致的，在螺旋星系盘的HII区域的电离辐射的硬度的径向变化的搜索。我们发现了一系列的趋势，从显示明显梯度的星系到显示非常平坦的星系。虽然这些梯度的可探测性和斜率可以通过所研究的HII区域的大小和光度来改变，但看起来它们的存在与星系的质量和类型有关，因此与整个盘的性质有关。
2009-08-21 astro-ph.CO astro-ph.GA
Dwarf Galaxies with Ionizing Radiation Feedback. I: Escape of Ionizing Photons
我们描述了一种新的方法来模拟电离辐射和超新星反馈的类似物的低红移星系盘。在这种方法中，我们称之为恒星形成分子云（SFMC）粒子，我们使用射线跟踪技术来解决辐射转移方程的紫外光子发射的数千个不同的粒子在飞行中。结合3.8pc的高数值分辨率，对恒星反馈的真实描述有助于自我调节恒星的形成。这种新的反馈方案也使我们能够研究电离光子从恒星形成团和星系中的逃逸，并研究恒星形成气体团的演化环境。通过模拟2.3e11Msun晕中的银盘，我们发现在2000万年的时间里，旋臂上所有辐射源（不包括中心2.5kpc）的平均逃逸分数在0.08%~ 5.9%之间波动，平均值为1.1%。从这些源逃逸的光子通量并不强烈，但表现出一个大的开角超过60度的银根极。此外，我们研究了每个SFMC粒子的逃逸分数f_esc（i），以及它如何随着粒子年龄的变化而演变。我们发现，平均逃逸分数f_esc由少数具有高f_esc（i）的SFMC粒子控制。平均而言，SFMC粒子的逃逸分数从其诞生时的0.27%上升到粒子寿命结束时的2.1%，6百万年。这是因为SFMC粒子从它们诞生的致密气体团中漂移出来，并且因为恒星形成团周围的气体被电离辐射和超新星反馈分散。在这项研究中建立的框架带来了更深入的了解光子逃逸分数的物理从一个单独的恒星形成的团块，从星系盘。
2018-03-09 astro-ph.CO astro-ph.GA
Feedback and Star Formation Efficiency in High-Mass Star-Forming Regions
I. Physikalisches Institut, Universität zu Köln（科隆大学第一物理研究所）；Center for data and simulation science, University of Cologne（科隆大学数据与模拟科学中心）；Department of Physics, National Cheng Kung University（国立成功大学物理系）；Institute of Astronomy and Astrophysics, Academia Sinica（中央研究院天文及天文物理研究所）；Astronomical Institute of the Czech Academy of Sciences（捷克科学院天文研究所）
本研究使用FLASH代码开展秒差距尺度湍动核引力坍缩模拟，纳入多类辐射反馈与化学过程，探究分辨率、初始条件对大质量恒星形成效率的影响，发现恒星反馈决定最终SFE。
2025-11-18 astro-ph.GA astro-ph.SR
Effects of stellar evolution and ionizing radiation on the environments of massive stars
我们讨论了两个重要的影响，逃逸恒星的天体层：电离光子远远超出了天体顶的传播，和快速演化的大质量恒星（和他们的风）接近他们的生命结束。热恒星发射电离光子，伴随着对周围环境有显著动力学影响的光加热。3D模拟表明，失控O型星周围的HII区域驱动着锥形壳的膨胀，并在它们穿过的介质中留下低密度的尾流。对于晚O型星，这种对星际介质的反馈比来自恒星风的反馈更重要。在生命的后期，O型恒星演化成冷却的红超巨星的速度比它们的环境反应的速度更快，产生短暂的星周结构，如双弓激波。这为在参宿四周围观察到的弓形激波和线性棒状结构提供了解释。
2014-07-31 astro-ph.GA astro-ph.SR
Resolving the Origins and Pathways of Ionizing Radiation Escape with UV Integral Field Spectroscopy
Center for Cosmology and Computational Astrophysics, Institute for Advanced Study in Physics, Zhejiang University（浙江大学物理高等研究院宇宙学与计算天体物理中心）；Laboratory for Atmospheric and Space Physics（大气与空间物理实验室）；Institute for Astronomy, University of Edinburgh, Royal Observatory（爱丁堡大学天文研究所皇家天文台）；Johns Hopkins University, Department of Physics & Astronomy, Center for Astrophysical Sciences（约翰斯·霍普金斯大学天体物理学科学中心物理与天文学系）；Astronomy Department, University of Michigan（密歇根大学天文学系）；Center for Interdisciplinary Exploration and Research in Astrophysics (CIERA), Northwestern University（西北大学天体物理交叉探索与研究中心）；Department of Physics and Astronomy, Northwestern University（西北大学物理与天文学系）；Institute of Astronomy, School of Physics, Zhejiang University（浙江大学物理学院天体物理研究所）
本文提出利用紫外积分光谱成像技术研究恒星形成星系中LyC光子逃逸的起源与路径，定义未来观测仪器的需求。
2025-12-31 astro-ph.GA astro-ph.IM
The impact of stars stripped in binaries on the integrated spectra of stellar populations
从与双星伴星的相互作用中剥离出外壳的恒星会以电离光子的形式发射出相当大一部分辐射。它们是潜在的重要恒星电离辐射源，然而，在光谱合成模拟或恒星反馈模拟中，它们仍然经常被忽略。我们模拟了辐射的贡献，从剥离的恒星使用详细的演化和光谱模型。我们估计了它们对综合光谱的影响，特别是对恒星星族中HI-、HeI-和HeII-电离光子的发射率的影响。我们发现，剥离的恒星有最大的影响电离光谱的人口中，恒星形成停止了几个万年前。在这样的恒星星族中，剥离的恒星主导了电离光子的发射，模仿了仍然存在大质量恒星的年轻恒星星族。我们的模型还表明，剥离的恒星比大质量恒星具有更硬的电离光谱。额外的电离辐射会影响与恒星星族电离辐射有关的可观测性质。在同演化的恒星星族中，来自剥离恒星的电离辐射增加了电离参数和HI电离光子的产生效率。它们还导致这些参数的高值，比大质量恒星预测的时间长约10倍。来自剥离恒星的硬电离辐射可能会引入星云的特征电离结构，导致高电离元素的发射，如O $^{2+}$和C $^{3+}$。因此，我们预计，剥离的恒星的存在影响的位置在BPT图和诊断比的OIII到OII星云发射线。我们的模型通过CDS数据库和Starburst 99网站公开提供。
2019-08-16 astro-ph.GA astro-ph.HE astro-ph.SR
The ionizing sources of luminous compact HII regions in the RCW106 and RCW122 clouds
由于年轻的O型恒星候选者非常罕见，嵌入致密分子核心的致密HII区域仍然是研究高质量恒星形成细节的潜在场所。揭示嵌入在RCW 106和RCW 122巨分子云中最明亮和致密的HII区域的电离源，已知它们相对较近（2-4 kpc）且孤立，从而提供了一个检查数百到一千AU大小的空间尺度的机会。高空间分辨率（0.3”），中红外光谱（R=350），包括精细结构线[ArIII]和[NeII]，获得了四个发光的紧凑的HII区域，嵌入在致密的核心内的RCW 106和RCW 122分子云复合物。在这个分辨率下，这些目标揭示了被不同形态的星云包围的点状源，揭示了<1000 AU空间维度的细节。点状源显示[ArIII]和[NeII]线-其比率用于估计嵌入源的温度。导出的温度是指示中晚O型对象的所有源与[ArIII]排放。先前已知的文献中这些目标的特征，包括盘或吸积的证据表明，已确定的来源可能会在恒星形成过程结束时成长为早期O型星。
2014-02-06 astro-ph.GA astro-ph.SR
Dwarf Galaxies with Ionizing Radiation Feedback. II: Spatially-resolved Star Formation Relation
我们调查的空间分辨的恒星形成关系，使用一个全面的高分辨率（3.8 pc）模拟中形成的星系盘。我们的新实现的恒星反馈包括电离辐射以及超新星爆炸，我们处理电离辐射的解决辐射转移方程，而不是由一个亚网格模型。恒星辐射产生的光加热使气体稳定，防止金斯碎裂，降低恒星形成率。由于我们自洽地计算出电离气体的位置，我们能够对恒星形成示踪物进行空间分辨的模拟观测，如H-α发射。我们还可以观察到恒星反馈如何在电离气体和分子气体之间的相关性中表现出来。将我们的技术应用于2.3e11 Msun的星系晕中的圆盘，我们发现恒星形成率密度（由模拟H-α发射估计）和分子氢密度之间的相关性显示出很大的分散性，特别是在<~75 pc的高分辨率下，这些分辨率与巨分子云（GMC）的大小相当。这是因为GMC大小的孔径只捕捉GMC演化的特定阶段，并且因为H-α追踪恒星形成区域周围的热气体，并从分子氢峰本身取代。通过研究星团周围不断变化的环境，我们推测，传统的肯尼库特-施密特型恒星形成定律在小尺度上的崩溃进一步得益于恒星从其出生地漂移的组合，以及通过恒星反馈分散的分子云。
2018-03-09 astro-ph.CO astro-ph.GA
The Ionizing Spectra of Extremely Metal-Poor O Stars: Constraints from the Only HII Region in Leo P
贫金属、正在形成恒星的矮星系产生极端的星云辐射，可能在宇宙再电离中扮演了重要角色。然而，确定它们对高红移电离光子收支的贡献受到缺乏观测的阻碍，这些观测限制了比麦哲伦云更贫金属的单个大质量恒星（20-50% $\,Z_\odot$）的电离光谱。我们提出了新的凯克宇宙网络成像仪（KCWI）光学积分场单位光谱的唯一的HII区域的狮子座P（3% $\,Z_\odot$），这是由一个单一的O星。我们计算所需的生产率的光子能够电离H和He从所观察到的H $β$和HeI $\,λ$ 4471发射线通量。值得注意的是，我们发现，电离光子产生率和光谱硬度预测的TLUSTY模型适合恒星SED同意我们的观测测量的不确定性。然后，我们适合多云的光电离模型的全套光发射线的KCWI数据，并表明，相同的TLUSTY电离连续的形状同时匹配线在很宽的范围内的电离能。最后，我们检测到OIII]和NIII]星云发射在哈勃太空望远镜远紫外光谱的狮子座P HII地区，并强调，很少观察到的NIII]发射不能解释我们的多云模型。这些结果提供了第一个观测证据，广泛使用的，但纯粹的理论，模型光谱准确地预测电离光子的产生率从晚O星在非常低的金属丰度，验证其使用模型金属贫星系本地和高红移。
2022-10-31 astro-ph.GA astro-ph.SR
Population III star formation in the presence of turbulence, magnetic fields and ionizing radiation feedback
本研究利用FLASH开展首个同时纳入湍流、磁场和电离辐射反馈的第三星族恒星形成RMHD模拟，发现磁场比早期电离反馈更能限制原恒星吸积与最大质量。
2025-05-16 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.SR
Fragmentation in Population III Galaxies formed through Ionizing Radiation
在小晕中形成的第三星族恒星往往相对效率较低，每个小晕都有一颗或少量比本地恒星质量更大的恒星，但在高红移下直接观测仍然具有挑战性。在这里，我们探讨了一种可能的机制，产生较大的集群这样的恒星：附近的电离源电离后期形成的晕，延迟其崩溃，直到晕足够大，核心可以自我屏蔽，遭受失控崩溃。我们使用一个简单但准确的辐射电离通量模型进行模拟，并证实了以前工作的基本预测：较高的电离通量可以延迟坍缩到较低的红移和较高的质量，高达原子冷却极限以上的数量级。在有限数量的运行中，我们还研究了更高分辨率的核心碎片，使用简单的估计和下沉粒子，以表明碎片的数量一般很小，最多只有几个，并且碎片上的质量吸积速率为$10^{-3}$ M $_\odot$ yr $^{-1}$。这个速率足够高，以至于主序的下降（从而抑制吸积）被延迟到恒星质量为$100-1000$ M $_\odot$，但还不足以产生质量为$\sim 10^5$ M $_{\odot}$的直接坍缩黑洞。由此产生的集群比迷你光环中产生的集群更大，但仍然可能无法在JWST盲场中轻易检测到。
2019-07-26 astro-ph.CO astro-ph.GA
The impact of reionization on the formation of supermassive black hole seeds
直接坍缩黑洞（DCBH）是由早期宇宙中原子冷却的原始气体坍缩形成的，是超大质量黑洞种子的有力候选者。DCBH被认为是在存在强分子解离的莱曼-沃纳（LW）辐射场的情况下在原子冷却晕中形成的。在这种情况下，恒星形成星系可能是LW辐射的来源，来自这些星系的电离辐射可能伴随着LW辐射。我们目前的宇宙学模拟解决的原始气体坍缩成一个原子冷却晕，包括LW和电离辐射的影响。我们发现，在气体没有自屏蔽电离辐射的情况下，坍缩可以延迟约2500万年。当电离的气体确实坍缩时，存在的自由电子催化H2的形成。反过来，H2冷却在晕的中心变得有效，并且防止了DCBH的形成。然而，我们强调，在许多情况下，气体坍缩成原子冷却晕在高红移是自屏蔽电离辐射。因此，只有在一小部分这样的晕中，DCBH的形成由于再电离而被阻止。
2015-10-14 astro-ph.CO astro-ph.GA
Properties of QSO Metal Line Absorption Systems at High Redshifts: Nature and Evolution of the Absorbers and New Evidence on Escape of Ionizing Radiation from Galaxies
使用Voigt轮廓拟合程序对9个类星体的Keck HIRES谱进行拟合，我们识别出1099个CIV吸收体成分，它们聚集在莱曼森林外的201个系统中，分布范围为1.6 < z < 4.4。与相关的SiIV，CII，SiII和NV在可用的情况下，我们调查散装统计和电离特性的组件和系统，并发现没有显着的变化，而CII，SiII和NV的红移CIV和SiIV的变化很大。CIV组件表现出很强的集群，但没有集群检测到系统的规模从150公里/秒到50000公里/秒。我们的结论是集群完全是由于气体存在于星系的环星系介质的奇特速度。使用特定的组合的离子比，我们比较我们的观察与模型电离预测的吸收暴露于metagalactic电离辐射背景增强邻近辐射从其相关的星系，并发现普遍接受的辐射逃逸的透明通道从内部恒星形成网站的手段是光谱上不可行的，我们更强的吸收。我们开发了一个积极的方案的基础上失控的恒星与由此产生的辐射，自然使所需的光谱收敛，并反过来提供相关星系的形态演化的经验指标的流出的变化。再加上我们样本中较弱的吸收体所指示的相对紧凑的星系共存的种群，辐射的集体逃逸足以维持IGM在1.9 < z < 4.4的整个范围内电离。
2014-10-08 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
The fraction of ionizing radiation from massive stars that escapes to the intergalactic medium
恒星在星系际介质电离中所起的作用仍然是一个悬而未决的问题。一个关键的问题是恒星电离辐射的比例，它是在其中产生的星系逃逸。伽马射线暴余辉的光谱学可以用来确定其宿主星系中的中性氢柱密度，从而确定沿观测线到暴的极紫外辐射的不透明度。因此，合理地假设长持续时间的GRB位置代表了大质量恒星的位置，这些恒星主导了EUV的产生，人们可以计算电离辐射的平均逃逸分数，这种方式与星系的大小，光度或基本光谱无关。在这里，我们提出了一个样本的NH测量的138个伽玛暴在1.6<z<6.7，并使用它来建立一个平均逃逸分数在莱曼极限为<fesc>~0.005，98%的置信上限为~0.015。这个分析表明，恒星在z<5处对IGM的电离辐射收支有很小的贡献，而大部分爆发都在那里。在较高的红移，z>5，确定的结论是有限的小规模的伽玛暴样品，但任何平均HI柱密度的下降似乎是温和的。我们也没有发现一个显着的相关性的NH与星系紫外线光度或主机恒星质量，这些都是可用的事件的子集。我们详细讨论了一些选择效应和潜在的偏见。利用一系列的证据，我们认为，这样的影响，而不是可以忽略不计的，是不可能产生系统误差超过一个因素~2，所以不会影响的主要结论。鉴于许多伽玛射线暴的宿主是低金属量、高比恒星形成率的矮星系，这些结果对这样的星系主导宇宙再电离的假设提出了一个特殊的问题。
2018-05-18 astro-ph.CO astro-ph.GA
The relative impact of photoionizing radiation and stellar winds on different environments
来自大质量恒星的光致电离辐射和恒星风将能量和动量储存在星际介质中。它们可能会分散局部的ISM，改变其湍流的多相结构，甚至调节恒星的形成。电离辐射在大质量恒星的能量输出中占主导地位，但风的相对影响可能会随着恒星质量和周围ISM的性质而变化。模拟了12、23和60 M $_{\odot}$星在冷中性（CNM，$n_{0}$ = 100 cm $^{-3}$）、暖中性（WNM，$n_{0}$ = 1，10 cm $^{-3}$）或暖电离（WIM，$n_{0}$ = 0.1 cm $^{-3}$）介质中的星风和电离辐射的相互作用。FLASH仿真采用了新的基于树的辐射传输算法TreeRay。在现场近似和温度依赖的复合系数，它是耦合到一个化学网络与辐射加热和冷却。在均匀的CNM中，总动量注入范围从1.6 $\times$ 10 $^{4}$到4 $\times$ 10 $^{5}$ M $_{\odot}$ km s $^{-1}$，并且总是由电离H $_{\text{II}}$区域的膨胀所主导。在WIM中，恒星风占主导地位（2 $\times$ 10 $^{2}$到5 $\times$ 10 $^{3}$ M $_{\odot}$ km s $^{-1}$），而来自辐射的输入很小（$\sim$ 10 $^{2}$ M $_{\odot}$ km s $^{-1}$）。WNM（$n_{0}$ …
2018-04-26 astro-ph.GA astro-ph.SR
Large-scale effects of ionizing feedback
我讨论了最近的工作，气体驱逐和触发恒星形成，并解开，嵌入式集群，电离辐射O型恒星。光致电离并不像人们曾经认为的那样是这些过程的有效驱动力。虽然像柱、气泡和香槟流这样的结构是在湍流云的电离作用下自然形成的，但恒星与这些结构的关联并不一定意味着它们已经被触发。
2012-09-27 astro-ph.GA astro-ph.SR
Radiative transfer of ionizing radiation through gas and dust: grain charging in star forming regions
带电尘埃颗粒的存在对多相星际介质（ISM）的物理演化具有深远的影响。尽管它的重要性，这一过程仍然是很少探索的数值模拟，由于其复杂的物理和对环境的紧密依赖。在这里，我们介绍了一种新的实现粮食充电的宇宙学辐射转移代码碰撞。我们首先基准的代码预测一系列理想化的尘埃HII地区创建的一颗恒星，以评估所产生的空间分布的电荷上的颗粒属性的影响。其次，我们进行了一个现实的辐射转移模拟恒星形成区提取的尘埃星系在再电离时代的演变。我们发现总尘埃质量的$\sim 13$ %带负电，主要是半径为微米的硅酸盐和石墨颗粒。一个复杂的空间分布的颗粒电荷也被发现，主要取决于暴露于恒星辐射和强烈变化沿不同的视线，作为辐射转移效应的结果。最后，我们评估了颗粒性质（化学成分和尺寸）对所得电荷分布的影响。这里描述的新的实现将开辟一个广泛的可能的研究调查的物理演化的尘埃ISM，现在访问的观测高红移和低红移星系。
2021-11-29 astro-ph.CO astro-ph.GA
The Difficulty of Getting High Escape Fractions of Ionizing Photons from High-redshift Galaxies: a View from the FIRE Cosmological Simulations
本文介绍了FIRE（Feedback In Realistic Environment）计划中的一系列高分辨率（20-2000 Msun，0.1-4 pc）z6宇宙学放大模拟。这些模拟涵盖了晕质量10^9-10^11 Msun，静止帧紫外星等Muv = -9到-19。这些模拟包括多相ISM，恒星形成和恒星反馈的显式模型，在z = 0-6产生合理的星系属性。我们用辐射转移程序对快照进行后处理，计算氢电离光子的逃逸分数。我们发现瞬时fesc有很大的时间变异性（0.01%-20%），而在长时间尺度上的时间平均fesc通常保持在5%左右，比许多再电离模型的估计值要低得多。我们没有发现fesc对星系质量或红移有很强的依赖性。在我们的模拟中，内在电离光子预算主要由年龄小于300万年的恒星星族决定，它们往往被埋在密集的诞生云中。逃逸的光子主要来自于300万到1000万年之间的种群，它们的诞生云已经被恒星反馈清除了很大一部分。然而，根据标准的恒星星族模型，这些人口只贡献了一小部分的固有电离光子预算。我们表明，fesc可以提高到高值，如果年龄超过3百万年的恒星星族产生更多的电离光子比标准的恒星星族模型（如动机，例如，模型，包括二进制）。相比之下，具有观测所建议的速度的逃逸恒星只能使fesc增加一小部分。我们发现，“亚网格”恒星形成模型不能明确地解释n >> 1 cm^-3的致密云中的恒星形成，这将大…
2015-08-15 astro-ph.CO astro-ph.GA
