Lyman Continuum Emission Escaping from Luminous Green Pea Galaxies at z=0.5
致密星暴星系被认为包括许多或大多数的星系，从这些星系中大量的莱曼连续辐射可以逃逸到星系际介质中。Li和Malkan（2018）使用SDSS测光发现了z~0.5的星暴星系群。它们是通过其极强的[OIII]4959+5007发射线发现的，与周围的滤光片相比，这些发射线在i带通中产生了明显可检测的过量亮度。因此，我们使用HST/COS摄谱仪观察两个新发现的i波段过剩星系周围的莱曼极限。一个强探测连续低于其莱曼极限，对应于电离光子的相对逃逸分数为20+/-2%。另一种在UV成像中不太紧凑，其莱曼逃逸分数的2 σ上限<5%。在紫外光谱之前，现有的数据无法区分这两个星系。虽然两个样本几乎不足以进行统计分析，但它显示了这些强[OIII]发射体中的一部分作为一类具有电离光子逃逸的可能性。这种差异可能取决于我们特定的观察几何形状的运气。获得HST光谱，揭示了莱曼连续发射星系的不同之处在于其突出的Lyα发射线轮廓中没有中心吸收。另一个没有逃逸莱曼连续谱的靶，显示出更常见的双峰Lyα发射。
2021-01-06 astro-ph.GA
Small-scale Intensity Mapping: Extended Halos as a Probe of the Ionizing Escape Fraction and Faint Galaxy Populations during Reionization
我们提出了一种新的方法来量化的电离光子逃逸分数的值，并在宇宙再电离的时代，超微弱的星系聚集在明亮的物体周围的存在，使用弥漫的Ly $α$，连续和H $α$发射观测星系周围的$z\sim6$。我们通过扩展Mas-Ribas & Dijkstra（2016）和Mas-Ribas et al.（2017）中开发的形式主义，考虑到从中央星系逃逸的电离光子提供的荧光发射以及卫星恒星形成源的星云发射，对漫射晕的表面亮度分布进行了建模。我们预测的配置文件和LY $α$观测$z=5.7$和$z=6.6$之间的比较有利于低电离逃逸分数，$f_{\rm esc}^{\rm ion}\sim5\%$，星系的范围$-19\gtrsim M_{\rm UV} \gtrsim -21.5$。然而，由于观察中的不确定性和可能的系统性，无法得出确切的结论。我们预测H $α$和休息帧可见连续观测与JWST，并表明，JWST将能够检测扩展（几十千秒差距）荧光H $α$发射供电的电离光子逃逸从一个明亮的，$L\gtrsim 5L^*$，星系。这种观测可以区分荧光发射和卫星源的星云发射。我们讨论了如何观测和堆叠的几个对象可能会提供独特的约束逃逸分数微弱的星系和/或丰富的超微弱辐射源。
2017-07-24 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
Simulating Star Clusters Across Cosmic Time: II. Escape Fraction of Ionizing Photons from Molecular Clouds
我们计算的氢和氦电离辐射逃逸恒星形成的分子云，作为一个功能的星团质量和紧凑性，使用一套高分辨率的辐射磁流体动力学模拟恒星形成的自引力，湍流分子云。在He，Ricotti和Geen（2019）提出的这些模拟中，单个大质量恒星的形成得到了很好的解决，并且它们在主序列上的紫外辐射反馈和寿命被自洽地建模。我们发现，电离辐射从分子云，$\langle f_{\rm esc}^{\scriptscriptstyle \rm MC}\rangle$逃逸分数，随着星团的质量增加，并减少紧凑性。分子云的密度通常在本地宇宙中发现，其$\langle f_{\rm esc}^{\scriptscriptstyle \rm MC}\rangle$可以忽略不计，范围在$0.5\%$到$5\%$之间。密度为10倍的分子云含有$\langle f_{\rm esc}^{\scriptscriptstyle \rm MC}\rangle \approx 10\%-20\%$，而密度为10倍的分子云含有$100\times$，它产生球状星团的祖先。我们发现，$\langle f_{\rm esc}^{\scriptscriptstyle \rm MC}\rangle$增加气体金属丰度降低，即使忽略尘埃消光，由于较强的辐射反馈。然而，逃逸电离光子的总数随着金属丰度的降低而减少，因为恒星形成效率降低。我们的结论是，在$…
2020-01-16 astro-ph.GA
Flux sensitivity requirements for the detection of Lyman continuum radiation drop-ins from star-forming galaxies below redshifts of 3
利用GALEX和VIMOS-VLT深度巡天的特征紫外光度（$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}$逃离恒星形成星系并有助于元星系电离背景。
2017-09-04 astro-ph.GA
Reionization with galaxies and active galactic nuclei
在这项工作中，我们调查的性质的来源，再电离的星系际介质（IGM）在高红移宇宙。使用半解析模型，旨在再现星系和黑洞在宇宙的第一个1.5 Gyr，我们重新审视恒星形成和黑洞吸积在产生电离光子，可以逃到IGM的相对作用。恒星的形成和黑洞的吸积都受到超新星反馈的调节，导致黑洞吸积在低质量晕中受阻。我们探讨了电离光子逃逸分数的各种组合（红移依赖，常数和恒星质量的标度）从两个恒星形成（$\langle f_{\rm esc}^{\rm sf} \rangle$）和活动星系核（$f_{\rm esc}^{\rm bh}$）查找：（i）电离收支主要是来自低质量恒星的恒星辐射具有活动星系核贡献的$z>6$的（$M_*<10^9 {\rm M_\odot}$）星系（由$M_* > 10^9 {\rm M_\odot}$星系中的$M_{bh}>10^6 {\rm M_\odot}$黑洞驱动）在较低的红移处占主导地位;（ii）活动星系核只对符合观测再电离约束的模型贡献$10-25\%$到累积电离发射率的$z=4$;（iii）如果$\langle f_{\rm esc}^{\rm sf} \rangle$对恒星质量的依赖性比$f_{\rm esc}^{\rm bh}$浅，则在$z<7$处存在一个过渡恒星质量，在该质量以上，活动星系核支配逃逸电离光子产生率;（iv）过渡恒星质量随红移减小而减小。当活动星系核在…
2020-04-21 astro-ph.GA
Strong nebular HeII emission induced by He$^+$ ionizing photons escaping through the clumpy winds of massive stars
本文提出单一WR星在星风充分块状化并允许硬电离光子逃逸时，可作为星云HeII发射的强源，从而解释了观测到的HeII发射星系中的HeII与Hβ发射线比值。
2025-04-01 astro-ph.GA astro-ph.SR
Lyman Continuum escaping from in-situ formed stars in a tidal bridge at z = 3
Stockholm University（斯德哥尔摩大学）；University of Minnesota（明尼苏达大学）；University of Edinburgh（爱丁堡大学）；International Space Science Institute（国际空间科学研究所）；University of Michigan（密歇根大学）；California Institute of Technology（加州理工学院）；University of California, Berkeley（加利福尼亚大学伯克利分校）；University of Chicago（芝加哥大学）；University of Oslo（奥斯陆大学）
研究z=3时潮汐桥中本地方星形成的Lyman连续谱逃逸，发现逃逸分数为57±8%，并探讨其对宇宙逃逸分数和LCE星系性质多样性的影响。
2026-02-06 astro-ph.GA
The Lyman Continuum escape fraction of emission line-selected $z\sim2.5$ galaxies is less than 15%
最近的工作表明，强发射线，恒星形成星系可能是重要的莱曼连续体泄漏。我们结合档案HST宽带紫外和光学成像（F275 W和F606 W，分别）与来自WFC 3 IR G141棱镜光谱的发射线目录，寻找逃逸莱曼连续（LyC）发射均匀选择$z\simeq$ 2.5 SFG。我们没有检测到逃逸莱曼连续谱从[OII]星云发射（N=208），并在一个狭窄的红移范围内，[OIII]/[OII]选择的SFG。我们测量1 $σ$上限的LyC逃逸分数相对于非电离UV连续从[OII]发射体，$f_{esc}<$ 5.6%，和强[OIII]/[OII] $>$ 5 ELG，$f_{esc}<$ 14.0%。我们的观测还不足以探测到$f_{esc}\lesssim$ 10%典型的低红移莱曼连续辐射体。然而，我们发现，这个人口代表恒星形成星系人口的一小部分在$z\simeq$ 2。因此，除非极端发射线星系的数量大幅增长到z $>$ 6，这样的星系可能不足以再电离。更深入的调查数据在休息框架电离紫外线将是必要的，以确定是否强线比可能是有用的预选LyC泄漏在高红移。
2017-05-17 astro-ph.GA
A high space density of L* Active Galactic Nuclei at z~4 in the COSMOS field
确定电离辐射的源群，负责宇宙的再电离，是目前一个激烈辩论的主题，有相互矛盾的结果。在大多数情况下，对微弱的、高红移的恒星形成星系的研究，都无法探测到足够的逃逸电离辐射来维持这一过程。最近，明亮的类恒星物体对周围介质的逃逸能力也被证实，对于微弱的活动星系核（AGN），发现在z~4处显示出约74%的逃逸分数。这样的逃逸辐射水平可以维持所需的紫外线背景，因为微弱活动星系核的数量密度是足够的。因此，在相同的红移范围内精确测量暗活动星系核（L~L*）的光度函数是必要的。因此，我们利用6.5米巴德望远镜上的宽视场摄谱仪IMACS进行了一次光谱测量，以确定我们在宇宙场中的微弱活动星系核候选者样本的性质。这个样品是使用光度红移，颜色和X射线信息组装的。我们最终得到了16个光谱确认的活动星系核，其大小为3.6<z<4.2，大小为i $_{AB}$ =23.0，面积为1.73 deg $^{2}$。这导致活动星系核在z~4处的空间密度为~1.6 $\times10^{-6} Mpc^{-3}$（校正），绝对星等M $_{1450}$ =-23.5。这比以前的测量值要高，似乎表明活动星系核对z~4的电离背景有很大的贡献。假设活动星系核的物理参数在较高的红移和较暗的光度下保持不变，这些源可以被视为宇宙再电离的主要驱动力。
2018-11-15 astro-ph.CO astro-ph.GA
Reionization driven by the few: the ionizing budget of galaxies at z=5-10 from JWST/NIRSpec
University of Geneva（日内瓦大学）；Niels Bohr Institute, University of Copenhagen（哥本哈根大学尼尔斯·玻尔研究所）；Department of Astronomy, The University of Texas at Austin（德克萨斯大学奥斯汀分校天文学系）；Universidad de Chile（智利大学）
利用JWST/NIRSpec光谱，通过栅栏模型拟合星系光谱，不分解电离光子产生效率和逃逸率，得出电离输出，结合紫外光度函数推导5<z<15的电离光子预算，发现少数强泄漏星系驱动大部分再电离。
2026-07-28 astro-ph.GA
Escape fraction of ionizing photons during reionization: effects due to supernova feedback and runaway OB stars
从星系逃逸到星系际介质中的氢电离光子的比例是再电离理论中的一个关键组成部分。我们使用两个放大的，高分辨率（4 pc），宇宙学辐射流体动力学模拟与自适应网格细化研究两种物理机制（超新星反馈和失控OB星）的逃逸分数（f_esc）在再电离时期（z>7）的影响。我们实现了一个新的，物理动机的超新星反馈模型，可以近似Sedov解决方案在所有阶段（从自由膨胀到扫雪机）。我们发现，有一个显着的时间延迟约1000万年之间的恒星形成的峰值和逃逸分数，由于时间的积累和随后的恒星形成云的超新星反馈破坏。因此，在质量为10^8-10^10.5兆太阳的晕中，矮星系的光子数加权平均逃逸分数约为<fesc>11%，尽管当恒星形成受到超新星爆炸强烈调制时，f_esc>20%的瞬时值是常见的。我们发现，包含失控OB星增加了22%至14%的平均逃逸分数<fesc>。由于逃逸OB星产生的超新星往往发生在密度较低的环境中，与没有逃逸OB星的模型相比，在Mvir>10^9 Msun的晕中，反馈效应得到增强，恒星形成被进一步抑制。虽然我们的两个模型都产生了足够的电离光子，以维持一个完全电离的宇宙在z>7的观察，更高数量的电离光子在z>9似乎有必要容纳高观测电子光学深度推断从宇宙微波背景观测。
2014-05-03 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
Inferring the HII region escape fraction of ionizing photons from infrared emission lines in metal-poor star-forming dwarf galaxies
通过对邻近星系中电离光子的ISM孔隙度进行定量分析，可以加深我们对导致莱曼连续统光子从星系中泄漏的机制的理解。具有低金属和尘埃含量的原始星系已被证明比其高金属含量的对应物具有更大的斑块和多孔的ISM。这种特殊的结构在多大程度上有助于电离光子的泄漏仍有待定量研究。为了解决这些问题，我们建立了一个精细的网格模型，包括密度有界的区域和X射线源的可能贡献。使用MULTIGRIS，一个新的贝叶斯代码的基础上Monte Carlo抽样，我们结合模型作为部门在各种假设下提取的概率密度分布的参数和推断相应的逃逸分数从H II区域（fesc，HII）。我们应用这个新的代码的样本39个著名的本地恒星爆发矮星系的矮星系调查。我们证实了以前的结果暗示在低金属丰度星系的ISM电离光子的孔隙度增加，并提供，第一次，定量预测fesc，HII。预测的fesc，HII的低金属量的对象跨越一个大范围的值，高达60%，而更多的金属丰富的星系推导出的值是全球较低。我们还研究了逃逸分数的其他参数的影响，并发现特定的恒星形成率最好的相关性与fesc，HII。最后，我们提供了观测的线比，可以用来作为示踪剂的光子逃离密度有界的区域。虽然这种多部门建模仍然过于简单，无法完全捕捉ISM的复杂性，但它可以用于预选星系样本，根据当前和即将到来的光谱数据，在未解决的本地和高红移星系的调查电离光子的潜在泄漏。
2022-08-09 astro-ph.GA
Physical properties and H-ionizing-photon production rates of extreme nearby star-forming regions
在z>6的星系紫外光度函数的测量表明，在低质量恒星形成星系中的年轻恒星产生了大量的氢电离光子，这些光子是使星系际介质（IGM）红移z~6所必需的。然而，恒星形成星系是否主导了宇宙再电离，还取决于它们的恒星星族和星际介质的性质，这些性质决定了H电离光子$ξ_\text{ion}^\star$的产生率，以及这些光子逃逸到IGM中的比例。考虑到现有天文台难以限制z>6星系的物理性质，在这项工作中，我们将重点放在10个附近物体的样本上，这些物体显示出与z>6时观察到的紫外光谱特征相当的特征。我们使用新一代Beagle工具来模拟这些高红移星系的本地“类似物”的紫外光光度和紫外/光发射线，发现我们相对简单，但完全自洽的物理模型可以成功地再现所考虑的不同观测值。我们的星系跨越了广泛的金属丰度范围，其特点是高电离参数，低尘埃衰减，非常年轻的恒星星族。通过我们的分析，我们得出了一个新的诊断的H-电离光子每单位UV光度，$ξ_\text{ion}^\star$，基于明亮的$[\text{OIII}] λ4959,5007$双峰，这不需要测量的H-复合线的等效宽度的生产率。这种新的诊断可以用来估计$ξ_\text{ion}^\star$从未来的直接测量的$[\text{OIII}] λ4959,5007$线使用JWST/NIRSpec（出到z~9.5），并利用污染的$\text{H}β+ [\text{…
2018-06-03 astro-ph.GA
Absorption Line Spectroscopy of Gravitationally-Lensed Galaxies: Further Constraints on the Escape Fraction of Ionizing Photons at High Redshift
从高红移恒星形成星系逃逸的电离光子的比例仍然是评估星系是否是宇宙再电离的主要因素的关键障碍。我们之前提出使用通过深吸收线光谱测量的低电离气体的覆盖分数作为替代。我们现在提出一个重要的更新，在$4<z<5$采样七个引力透镜源。我们表明，在我们的源中的吸收气体是空间不均匀的，中值覆盖分数为66%。根据云尘模型校正红化，这意味着估计的绝对逃逸分数为$\simeq19\pm6$ \%。考虑到可能的偏差和不确定性，我们发现排除空间变化的影响，平均逃逸分数可以降低到不低于11%。对于我们的一个透镜源，我们有足够的信号/噪声来证明存在这样的空间变化和散射，其依赖于Ly $α$等效宽度，与最近的模拟一致。如果这个源是典型的，我们的逃逸分数的下限可以进一步降低$\simeq$ 2。在我们的样本中，我们发现推断的逃逸分数和本地恒星形成率之间存在适度的反相关性，这与爆发和泄漏的莱曼连续体光子之间的时间延迟一致。我们的分析表明，逃逸分数的相当大的变化与恒星形成区域的小尺度行为相一致，其活动在短时间尺度上波动。这支持了这样的建议，即逃逸分数可能会增加对再电离时代时，恒星形成变得更加充满活力和爆发。
2016-09-01 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 source of leaking ionizing photons from Haro11 -- Clues from HST/COS spectroscopy of knots A, B and C
了解电离（莱曼连续）光子从星系逃逸对于确定星系如何在早期宇宙中促成再电离至关重要。虽然直接从高红移星系中探测莱曼连续谱是不可能的，由于星系际介质，低红移星系原则上提供了这种可能性，但需要从太空中进行观测。第一个发现莱曼连续体逃逸的星系是Haro 11，一个明亮的蓝色致密星系，z=0.02，FUSE卫星的观测显示逃逸率为3.3%。然而，FUSE光圈覆盖了整个星系，并不清楚莱曼连续体从哪里泄漏出来。在这里，我们利用HST/COS光谱在波长范围1100-1700 A的三个节点（A，B，和C）的Haro 11的研究存在的Ly- $α$发射和干预气体的性质。我们发现所有的结都有明亮的Ly- $α$发射。紫外线吸收线，起源于中性星际介质，以及线探测电离介质，被认为是延伸到蓝移速度为500公里/秒的所有三个节，表明存在流出的多相介质。我们发现，节点A和B具有大的中性气体覆盖率，使得LyC沿着这些视线逃逸是不可能的，而节点C具有低得多的覆盖率（$\lesssim50$ %）。结C也具有最高的Ly- $α$逃逸分数，我们得出结论，它是在Haro 11中检测到的逃逸莱曼连续体的最可能来源。
2021-03-29 astro-ph.GA
The Lyman Continuum Escape Fraction of The Cosmic Horseshoe: A Test of Indirect Estimates
高红移的恒星形成星系可能是宇宙再电离的原因，但直接探测它们逃逸的电离（莱曼连续谱）光子已被证明是极具挑战性的。在这项研究中，我们寻找逃逸莱曼连续的宇宙马蹄铁，引力透镜，恒星形成星系在z=2.38与一个大的放大倍率$\sim24$。在静止坐标系紫外线中，低电离星际吸收线波长的透射表明存在一种不规则的、部分透明的星际介质。这使其成为直接检测莱曼连续谱的理想候选者。我们使用WFC 3/UVIS F275 W滤光片获得了一张10轨道哈勃近紫外图像，该滤光片在马蹄铁红移处探测略低于莱曼极限的波长，试图探测逃逸的莱曼连续辐射。在充分考虑了星系际介质不透明度的不确定性以及WFC 3 CCD中电荷转移效率的不确定性后，我们发现了$f_{esc,rel}<0.08$的相对逃逸分数的$3 σ$上限。该值比低离子吸收谱线中40%透射率所预测的值（0.4）低5倍。我们讨论了这种差异的可能原因，并考虑在直接莱曼连续检测以及间接估计逃逸分数的影响，为未来的尝试。
2016-03-07 astro-ph.GA
DIGging into HII regions: the role of ionizing photon leakage and spectral hardening in coupling HII regions and diffuse ionized gas
Kavli Institute for Particle Astrophysics & Cosmology, Stanford University（斯坦福大学卡弗里粒子天体物理与宇宙学研究所）；Center for Decoding the Universe, Stanford University（斯坦福大学解码宇宙中心）；Racah Institute of Physics, The Hebrew University of Jerusalem（耶路撒冷希伯来大学拉卡物理学研究所）；Universität Heidelberg, Zentrum für Astronomie, Astronomisches Rechen-Institut（海德堡大学天文中心计算天文研究所）；Observatories of the Carnegie Institution for Science（卡内基科学学会天文台）；Department of Astronomy & Astrophysics, University of California, San Diego（加州大学圣地亚哥分校天文学与天体物理学系）；Department of Astronomy and Joint Space-Science Institute, University of Maryland, College Park（马里兰大学学院公园分校天文学系与联合空间科学研究所）；Departamento de Astronomía, Universidad de Chile（智利大学天文学系）；Max-Planck-Instit（马克斯·普朗克研究所）
本研究利用PHANGS-MUSE观测，通过建模电离光子泄漏与光谱硬化，揭示了HII区与弥散电离气体的辐射耦合机制，解释了线比序列及其对恒星形成率的依赖。
2026-10-07 astro-ph.GA
A Galaxy with an Extremely Blue UV Slope $β=-3$ at $z=9.25$ Identified by JWST Spectroscopy: Evidence for a Weak Nebular Continuum and Efficient Ionizing Photon Escape?
该研究利用JWST光谱在z=9.25处发现极蓝UV斜率（β=-2.99±0.15）的星系EBG-1，排除尘埃消光与AGN贡献，结合模型及发射线分析，暗示其弱星云连续谱与高电离光子逃逸率，为再电离时期星系研究提供关键实例。
2025-04-17 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
Hubble Space Telescope Wide Field Camera 3 Observations of Escaping Lyman Continuum Radiation from Galaxies and Weak AGN at Redshifts $z$$\,\simeq\,$2.3-4.1
我们观测了34个大质量恒星形成星系和12个弱活动星系核的逃逸莱曼连续统（LyC）辐射，并在$z$ $\simeq$ 2.3-4.1处可靠地测量了光谱红移。我们分析了哈勃空间望远镜宽视场相机3（WFC 3）的早期释放科学领域的马赛克在三个UVIS过滤器采样的休息帧LyC在这个红移范围。利用我们目前对WFC 3系统学的最佳评估，在WFC 3/UVIS F225 W、F275 W和F336 W的11-15个星系的图像堆栈中，我们分别为$z$ =2.35、2.75和3.60到$\sim$ 28.5、28.1和30.7等的星系平均LyC发射提供了1个$σ$上限。在F275 W和F336 W中，分别在28.3和27.4星等探测到$z$ =2.62和3.32的弱活动星系核的LyC通量，对于7和3个活动星系核的堆，信噪比分别为$\sim$ 2.7和2.5，而在2个活动星系核的堆中，$z$ =2.37的活动星系核在1 $σ$时被限制在$\gtrsim$ 27.9星等。堆叠AGN LyC光剖面比其相应的非电离紫外连续谱剖面平坦，半径为r $\lesssim$ 0。“9，这可以指示ISM中孔隙度的径向依赖性。与合成恒星SED适合紫外连续测量longwards的Ly $α$和IGM传输模型，我们限制绝对的LyC逃逸分数为$f_{\rm esc}^{\rm abs}$ $\simeq$ $22^{+44}_…
2017-12-21 astro-ph.GA
Fully Coupled Simulation of Cosmic Reionization. III. Stochastic Early Reionization by the Smallest Galaxies
以前我们发现了一类新的早期星系，我们估计贡献了30%的电离光子负责再电离。这些是$M_h =10^{6.5}-10^{8} M_{\odot}$范围内的低质量晕，是由之前Pop III恒星形成的超新星喷出物化学富集的。尽管它们的恒星形成率很低，但这些金属冷却晕（MC）是电离辐射的重要来源，特别是在再电离开始时，由于它们的高数密度和电离逃逸分数。在这里，我们提出了一个完全耦合的辐射流体动力学模拟的再电离，包括这些MC以及更大质量的氢原子线冷却晕。我们的方法很新颖：我们在辐射流体动力学模拟的基础上进行了晕的寻找，并使用从银河系分辨文艺复兴模拟中测量的概率分布函数（PDF）将逃逸的电离通量分配给晕。PDF捕获了电离逃逸分数的质量依赖性以及晕正在积极形成恒星的概率。对于MC，再电离开始的时间要早于只包含$10^8 M_{\odot}$及以上的晕的情况，然而再电离完成时的红移只受到轻微的影响，因为这是由更大质量的星系驱动的。由于恒星的形成是间歇性的MC，再电离的最早阶段表现出随机性，与小H II区域形成和重组。只有到后来，一旦质量为$\sim 10^9 M_{\odot}$或更大的晕开始主导电离发射率，再电离才能以从以前的研究中推导出的通常方式顺利进行。在我们的模拟中，这发生在$z\approx 10$。
2018-09-22 astro-ph.CO astro-ph.GA
Observational Aspects of Galactic Accretion at Redshift 3.3
我们研究了河外连续辐射的起源及其与最近发现的一个z=3.344莱曼α辐射源的恒星星族的关系。基于宽带颜色和形态的分析，我们发现进一步支持的想法，即底层星系是由一个大规模（L > 35千秒差距）吸积流。档案HST图像显示小尺度（约5千秒差距）触手细丝在恒星形成的热点附近会聚，可能是由沿着细丝下降的气体提供燃料。触角的光谱能量分布与以下两种情况大致一致：（1）6000万年前恒星爆发时恒星的非电离静止框架远紫外连续辐射;（2）星云的双光子连续辐射，由碰撞激发冷却产生;或（3）氢荧光响应于从星系逃逸的电离辐射而发射的复合光谱。后一种可能性同时解释了大尺度气体灯丝和小尺度触须中的星云连续体的不对称莱曼α发射的存在，这是由于电离辐射从星系逃逸造成的。对于触须的性质，可能的天体物理学解释包括：由星暴提供动力的星系风;在冷吸积过程中下降的气体，或者星际介质的尾巴被穿过主晕的卫星晕拖出星系。在空基宽带图像中探测河外双光子连续发射的可能性表明，这是一种研究高红移星系气体环境的工具，其空间细节要比莱曼α或其他共振线发射的空间细节大得多。
2015-11-02 astro-ph.GA
Reionization with star-forming galaxies: insights from the Low-z Lyman Continuum Survey
从星系逃逸的电离光子的分数，$f_{esc}$，是在同一时间的再电离建模和一个非常鲜为人知的量，特别是在高红移的一个关键参数。最近的观测开始限制低z恒星形成星系中的$f_{esc}$值，但这种比较的有效性仍有待验证。在高z应用$f_{esc}$和低z莱曼连续统巡天的紫外斜率趋势之间的经验关系，我们使用DELPHI半解析星系形成模型来估计高z星系的全球电离发射率，我们使用它来计算由此产生的再电离历史。我们发现，全球电离发射率和再电离历史符合观测约束。假设低z相关性在再电离时期保持不变，我们发现具有$-16 \lesssim M_{UV} \lesssim -13.5$的星系是再电离的主要驱动者。我们在z= 4.5，6，8处导出总体平均的$\langle f_{esc} \rangle \simeq 8\%, 10\%, 20\%$。
2022-12-12 astro-ph.CO astro-ph.GA
Predicting LyC emission of galaxies using their physical and Ly$α$ emission properties
理解宇宙再电离的来源和过程的主要困难在于，不可能直接探测那个时期的电离莱曼连续统（LyC）辐射，因为这些光子已经被IGM中的中性氢吸收了。因此，必须建立一个模型，使用星系在再电离时代的其他属性来准确预测LyC发射。近年来的研究表明，星系的LyC发射可能与它们的Lya发射相关。在这里，我们通过分析SPHINX宇宙学模拟中高z的数千个星系来研究这种相关性。我们用Lya辐射转移程序RASCAS对这些星系进行了后处理，并分析了Lya与LyC的联系。我们发现，Lya和LyC光度彼此强烈相关，虽然分散。在最亮的Lya发射体（> $10^{41}$ erg/s）中，Lya和LyC逃逸分数之间存在正相关性，与最近的观测研究相似。然而，当我们还包括较暗的Lya发射体（LAEs）时，相关性消失，这表明观察到的关系可能是由选择效应驱动的。我们还发现明亮的LAE是主要的贡献者再电离（$> 10^{40}$ erg/s星系贡献$> 90\%$的LyC发射）。最后，我们建立预测模型，使用多元线性回归，我们使用模拟星系的物理和Lya属性来预测其固有的和逃逸的LyC光度具有很高的准确度。我们发现，最重要的星系属性来预测逃逸的LyC光度的星系逃逸的Lya光度，气体质量，气体金属丰度，和SFR。这些模型对于预测星系的LyC发射非常有用，并且可以帮助我们确定再电离的来源。
2022-04-05 astro-ph.GA
Lyman alpha and Lyman continuum emission of MgII-selected star-forming galaxies
我们目前的观测与宇宙起源光谱仪板载哈勃太空望远镜的7个紧凑的低质量恒星形成星系的红移，z，在0.3161-0.4276的范围内，与各种O3 Mg 2 =[OIII]5007/Mg II 2796+2803和Mg 2 = Mg II 2796/Mg II 2803的发射线比。我们的目的是研究泄漏莱曼连续体（LyC）发射的MgII发射特性的依赖关系，以及逃逸电离辐射的其他间接指标的依赖关系。在四个星系中检测到逃逸分数fesc（LyC）=3.1- 4.6%的LyC发射，而在剩下的三个星系中只有1 sigma的fesc（LyC）上限。在4个观测到LyC辐射的星系中观测到一条强的窄Ly-alpha辐射线，两个峰之间的Vsep约为298-592 km/s，而在未观测到LyC辐射的星系中观测到非常弱的Ly-alpha辐射。我们的新数据证实了在以前的低红移星系样本中发现的fesc（LyC）和Vsep之间的紧密反相关性。在所有考虑的指标中，Vsep仍然是LyC泄漏的最佳间接指标。发现逃逸的LyC发射主要在Mg 2>1.3的星系中检测到。可能存在随着O_3、Mg_2和Mg_2的增加fesc（LyC）增加的趋势。然而，有大量的分散在这些关系不允许他们使用可靠的预测fesc（LyC）。
2022-07-10 astro-ph.GA
Neutral ISM, Lyman-Alpha and Lyman-continuum in the nearby starburst Haro 11
恒星形成星系被认为是莱曼连续统（LyC）辐射的主要来源，负责早期宇宙的再电离。然而，对逃逸电离辐射的直接观测很少，逃逸率也很低。在本机宇宙中，只有~10个发射体被观测到，典型的逃逸分数为百分之几。调节这种逃逸的机制需要随着红移而强烈地演化，以便解释再电离时代。气体含量和恒星形成反馈是主要的嫌疑人之一，已知既调节中性气体覆盖，又随宇宙时间演化。在本文中，我们重新分析HST-COS光谱的第一个检测到的本地LyC泄漏，哈罗11。我们研究了LyC泄漏和莱曼- $α$线形之间的联系，以及反馈影响的中性ISM性质，如运动学和气体分布。我们讨论了两个极端的光学薄，密度有界的ISM和一个千疮百孔的，光学厚，电离有界的ISM，以及如何哈罗11适合他们的理论预测。我们发现，最有可能的ISM模型是一个cluphilic中性介质嵌入在一个高度电离的介质中，结合覆盖分数的团结和残留的中性气体柱密度的电离介质高到足以光学厚莱曼- $α$，但足够低，至少部分透明的莱曼连续和未检测到的Si II。这表明SF反馈和星系尺度的相互作用事件在打开电离辐射通过中性介质的通道方面发挥了重要作用。
2017-01-27 astro-ph.GA
Emission Line Galaxies in the SHARDS Hubble Frontier Fields II: Limits on Lyman-Continuum Escape Fractions of Lensed Emission Line Galaxies at Redshifts 2 < z < 3.5
我们提出了一个独特的样本的透镜低质量发射线选择星系z < 3.5的哈勃前沿场中波段调查中发现的紫外光子逃逸分数的调查。我们已经使用这种深成像测量定位了42个相对较低质量的星系，低至$log(M_{*}/M_{\odot}) = 7$，红移2.4 < z < 3.5之间，它们是候选的线发射体。使用深多波段哈勃紫外线成像，我们调查了从这些系统逃逸的电离光子的流量，获得1 $σ$上限为$f^{rel}_{esc}$ ~7%的单个星系，和< 2%的堆叠数据。我们测量了潜在的逃逸莱曼连续通量的两个低质量线发射体的值在$f^{\rm rel}_{\rm esc} = 0.032^{+0.081}_{-0.009}$和$f^{\rm rel}_{\rm esc} = 0.021^{+0.101}_{-0.006}$，都检测到在~3.2 $σ$水平。对可能污染的详细分析表明，这些检测结果由视线污染引起的概率< 0.1%。相对较低的莱曼连续体逃逸分数限制，和低分数的系统检测，是一个迹象表明，低质量线发射星系可能不是重要的再电离源，希望如果这些是类似物的再电离源。我们还调查了我们的星系样本的结构，没有发现逃逸分数与不对称结构相关的证据。
2022-11-11 astro-ph.GA
Detection of Lyman Continuum from 3.0 < z < 3.5 Galaxies in the HETDEX Survey
关于是什么驱动了宇宙的大规模再电离，再电离是如何进行的，以及硬电离辐射如何到达星系际介质的问题仍然是开放和争论的。随着红移的增加，中性气体的数量越来越多，这严重阻碍了对这一时期的观测，因此，一个小的，但越来越多的实验是针对恒星形成星系（$z\sim3$）作为代理。然而，这些研究虽然提供了精彩的细节，但时间密集，包含的目标相对较少，并且可能存在选择偏差。作为一个补充的替代方案，我们调查是否堆叠已经巨大的（和不断增长的）数量的低分辨率（$Δλ/ λ= 800$）莱曼- $α$发射（LAE）星系光谱从霍比-埃伯利望远镜暗能量实验（HETDEX）可以用来测量电离光子（restframe 880- 910）逃离他们的星系主机。作为一种盲测，HETDEX避免了连续体选择星系的偏差，其计划的540平方度覆盖范围提高了大量数据的统计能力。在本文中，我们确认莱曼连续探测的可行性，仔细选择一个样本的\lyccount \高红移（$z\sim$ 3）LAEs从一个子集的HETDEX观测，堆叠他们的光谱和测量$\gtrsim$ 3 $σ$检测$0.10 μ$ Jy restframe莱曼连续发射，在星系际介质中的衰减未校正，在整个样本堆栈（$3.0 < z < 3.5$和$-22.0 \lesssim M_{\text{UV}} \lesssim -19.0$）。
2021-07-23 astro-ph.GA
An extreme blue nugget, UV-bright starburst at z=3.613 with ninety per cent of Lyman continuum photon escape
我们发现并分析了Z=3.6130的J1316+2614，它是一个紫外亮的恒星形成星系（$M_{\rm UV} \simeq -24.7$），具有大的莱曼连续谱（LyC）逃逸辐射。J1316+2614是一个年轻的恒星形成星系（$\simeq 10$ Myr），$SFR \simeq 500 M_{\odot}$ yr $^{-1}$，星暴质量为log（$M_{\star}/M_{\odot}) \simeq 9.7$ .它显示了非常陡峭的紫外线连续谱$β_{\rm UV} \simeq -2.59 \pm 0.05$，与残留灰尘遮蔽$E(B-V)\simeq 0$一致。检测到LyC发射具有高显著性（$\simeq 17 σ$），低至$830$ ε，由此推断出非常高的相对（绝对）LyC逃逸分数$f_{\rm esc} \rm (LyC) \simeq 0.92$（$\simeq 0.87$）。前景或活动星系核污染的LyC信号的贡献进行了讨论，但不太可能。J1316 $+$ 2614是恒星形成星系群中已知的最强大的电离源，无论是在产生电离光子（$Q_{\rm H} \approx 10^{56}$的$^{-1}$）还是逃逸电离光子（$f_{\rm esc} \rm (LyC) \approx 0.9$）方面。在Ly $α$、H $β$和其他静止坐标系的光学线中，星云发射被探测到，但这些都…
2022-10-05 astro-ph.GA
LyC escape from SPHINX galaxies in the Epoch of Reionization
我们测量逃逸分数，$f_{\rm esc}$，电离辐射从星系中的SPHINX宇宙辐射流体动力学模拟的再电离，解决晕与$M_{\rm vir} \gtrapprox 7.5 \times 10^7 \ M_{\odot}$的最小细胞宽度为$\approx 10$ pc。我们的新的和最大的$20$共同移动的Mpc宽体积包含数以万计的恒星形成星系的晕质量高达几倍$10^{11} \ M_{\odot}$。模拟的星系符合再电离时期紫外光度函数的观测约束。由于超新星和辐射反馈的调节，逃逸分数在几个百万年的时间尺度内在单个星系中强烈波动，并且在任何给定的时间，一小部分恒星形成星系发出大部分逃逸到星系间介质中的电离辐射。从统计学上看，$f_{\rm esc}$在中等质量、中等亮度和低金属含量的星系（$M_{*} \approx 10^7 \ M_{\odot}$、$M_{1500} \approx -17$、$Z\lesssim 5 \times 10^{-3} \ Z_{\odot}$）中达到峰值，在质量较低和较高、较亮和较暗的星系以及金属含量较高的星系中强烈下降。逃逸分数与短期和长期的特定恒星形成率呈正相关。根据SPHINX，星系太暗，尚未观察到，与$M_{1500} \gtrapprox -17$，提供约$55$百分比的光子有助于再电离。全球平均的$f_{\rm esc}$自然地随着红移的…
2022-07-07 astro-ph.GA
New constraints on the average escape fraction of Lyman continuum radiation in z~4 galaxies from the VIMOS Ultra Deep Survey (VUDS)
确定逃离高红移星系的莱曼连续谱（LyC）光子的平均分数对于理解z>6宇宙中的再电离是如何进行的至关重要。我们希望测量来自Chandra Deep Field South（CDFS）和COSMOS领域的源样本的LyC信号，其中超深VIMOS光谱学以及多波长哈勃太空望远镜（HST）成像可用。我们从VIMOS超深巡天（VUDS）数据库中选择了46个$z\sim 4$星系的样本，使得VUDS光谱包含光谱的LyC部分，即静止帧范围$880-910Å$。利用HST成像，我们应用了仔细的清洗程序，并拒绝了所有显示附近具有不同颜色的团块的源，这些团块可能是低红移的闯入者。经过这个过程，样本减少到33个星系。我们测量所有单个源的电离通量（$895Å$处的LyC）和非电离发射（$\sim 1500 Å$处）之间的比率。我们还产生了所有源的归一化堆叠光谱。假设固有平均$L_ν(1470)/L_ν(895)$为3，我们估计个体和平均相对逃逸分数。我们没有检测到来自任何单独来源的电离辐射，虽然我们确定了一个可能的LyC发射极具有非常高的Ly $α$等效宽度（EW）。从堆叠的光谱并假设样品的平均透射率，我们测量相对逃逸分数$f_{esc}^{rel}=0.09\pm0.04$。我们还寻找LyC通量极限与源属性之间的相关性，并发现LyC通量与Ly $α$发射线EW之间的初步相关性。我们的研究结果意味着，在z $…
2017-01-23 astro-ph.GA
Modelling the escape of Lyman Continuum photons from galaxies in the Epoch of Reionization
本研究将DELPHI星系形成框架与电离光子逃逸模型结合，发现光子逃逸分数受气体密度和恒星形成率调控，且随质量和红移演化，揭示了星系组装与暗物质历史对再电离过程的驱动作用。
2023-05-14 astro-ph.GA
The Effects of Stellar Population and Gas Covering Fraction on the Emergent Lyman Alpha Emission of High-Redshift Galaxies
我们对红移1.85<z<3.49的恒星形成星系的复合静止框架远紫外（FUV）光谱和光学光谱进行了联合建模，以推断大质量恒星、电离ISM和中性ISM的关键性质，目的是研究影响Ly-alpha（Lya）光子产生和逃逸的主要因素。我们的样本由136个星系组成，其深Keck/LRIS和MOSFIRE光谱分别覆盖Ly-beta到CIII] 1907，1909;以及[OII]，[NeIII]，H-beta，[OIII]，H-alpha，[NII]和[SII]。光谱和光电离模型表明，星系是一致的恒星星族合成模型，包括恒星双星的影响。在我们的样本的动态范围内，恒星和星云的丰度与Lya等效宽度W（Lya）的变化很小，年龄和W（Lya）之间只有一个边缘的反相关。电离光谱形状的推断范围不足以单独解释W（Lya）的变化。相反，覆盖部分的光学厚HI似乎是调制逃逸的Lya的主要因素，与大多数的Lya光子在下桶观测星系逃逸通过低柱密度或电离通道的ISM。我们的分析表明，一个高的恒星形成率表面密度，西格玛_SFR，特别是当与一个低星系势（即，低恒星质量），可以帮助减少覆盖分数和减轻Lya光子的逃逸。最后，我们讨论的影响，我们的研究结果的逃逸电离辐射在高红移。
2021-11-20 astro-ph.GA
Connecting Lyman-$α$ and ionizing photon escape in the Sunburst Arc
本研究针对引力透镜星系Sunburst Arc，结合光谱与哈勃成像数据，发现莱曼连续谱逃逸分数与莱曼α的多个光谱参数强相关，提出氢几何结构解释辐射转移特征，强调解析亚星系尺度物理过程的重要性。
2024-10-04 astro-ph.GA
Outside the Lyman-break box: detecting Lyman continuum emitters at $3.5<z<5.1$ with CLAUDS
识别具有逃逸莱曼连续统（LyC）通量的高红移星系的非污染样本对于理解宇宙再电离的来源和演化具有重要意义。我们提出了CLAUDS $u$ -带测光的COSMOS领域探测LyC辐射从光谱证实的星系在$z\geq3.5$和标准的莱曼break星系颜色选择的期望之外。作为对CLAUDS数据的补充，我们使用斯巴鲁多滤光片测光，\textit {哈勃太空望远镜}（$HST$）多滤光片成像，以及光谱巡天D10 K，VUDS和3D-HST。我们提出了一个样本的莱曼连续星系（LCG）的候选人在红移范围$3.5\lesssim z\lesssim5.1$。这里，我们引入5个LCG候选，其中两个标记为质量1，三个标记为质量2。质量1候选的估计$f_{\rm esc}^{\rm abs}$在$\sim5\% - 73\%$和$\sim30\% - 93\%$范围内。这些估计是基于我们从单个星系作为输入的BPASS模型的范围，以及平均星系际介质（IGM）和最大星系际和环星系介质（IGM+CGM）传输的参数。我们的结论是，我们对LCG的搜索最有可能偏向于低HI密度或不受莱曼极限系统影响的视线。我们的两个最佳LCG候选者具有EW（Ly $α)\leq50$），并且我们发现EW（Ly $α$）、$f_{\rm esc}^{\rm abs}$和$R_{\rm obs}$（测量通带中观察到的电离与非电离通量的比率）之…
2020-03-31 astro-ph.GA
The Lyman Continuum Escape Fraction of Low-Mass Star-Forming Galaxies at z~1
到目前为止，还没有观测到中等红移z~1恒星形成星系的莱曼连续辐射。我们结合HST棱镜光谱与GALEX紫外和地面光学成像扩展搜索逃逸莱曼连续谱的z~1低质量，中等恒星形成星系的大样本（~600）最初选择的H $α$发射。来自填充该参数空间的SFG的LyC特征逃逸分数仍然受到以前调查的弱约束，但这些微弱的SFG被认为在高红移（z>6）的星系际介质（IGM）中中性氢的再电离中起着重要作用。我们没有明确检测到从该$z\sim1$样品逃逸的LyC辐射，个别未检测到限制绝对莱曼连续体逃逸分数，$f_{esc}$ <2.1%（3 $σ$）。我们测量的上限$f_{esc}$ <9.6%的SFG选择高H $α$等效宽度（EW> 200欧姆），这被认为是高红移的再电离源的密切类似物。作为参考，我们还提出了一个发射率加权逃逸分数，这是有用的测量SFG的z~1电离紫外背景的一般贡献。在讨论中，我们考虑了这些中间红移约束对星系际介质中氢在高红移（z > 6）处再电离的影响。如果我们假设我们的$z\sim1$ SFG，我们测量这个发射率加权$f_{esc}$，是类似的高红移源的再电离，我们发现是很难调和的微弱（M $_{UV}<-13$）SFG的再电离与低逃逸分数（$f_{esc}<$ 3%），从独立的高红移观测的约束。如果$f_{esc}$随红移而演化，则SFG的再电离可能与普朗克的观测结果一致。
2015-12-13 astro-ph.GA
Resolving the ionizing photon budget crisis with JWST/NIRCam HII clumping constraints at z=6
利用JWST/NIRCam在z=6处的HII团块约束，确定了解决离子化光子预算危机所需的团块因子。
2025-12-11 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
Robust Ly$α$ forest constraints on reionization from semi-analytic galaxy formation models
Research School of Astronomy and Astrophysics, Australian National University（澳大利亚国立大学天文学与天体物理研究学院）
研究利用半解析星系形成模型Meraxes，通过构建多种源模型并校准，测试莱曼α森林推断的再电离历史的稳健性，结果表明该历史对多种因素稳健，恢复出晚期且延长的再电离时期。
2026-07-29 astro-ph.CO astro-ph.GA
Ly-alpha emission in low-redshift most metal-deficient compact star-forming galaxies
本研究通过哈勃望远镜观测9个低红移极贫金属致密恒星形成星系，发现其均为Ly-alpha发射体，明确了Ly-alpha逃逸分数的相关特征，提出间接估算电离辐射的方法，证实这类星系可作为宇宙再电离时期的近邻研究参照。
2023-10-12 astro-ph.GA
The short and long of iPhoton science for a boosted Hubble
Johns Hopkins University（约翰斯·霍普金斯大学）；Williams College（威廉姆斯学院）；Stockholm University（斯德哥尔摩大学）；Space Telescope Science Institute（太空望远镜科学研究所）；University of Edinburgh（爱丁堡大学）；University of Minnesota（明尼苏达大学）；University of Michigan（密歇根大学）
本文提出利用增强的哈勃望远镜进行深紫外-近紫外光谱观测，研究中等红移恒星形成星系逃逸的电离辐射特性，以支持宜居世界天文台的先导科学。
2026-06-04 astro-ph.GA astro-ph.IM
ALMA [CII] detection of a redshift 7 lensed galaxy behind RXJ1347.1-1145
本文报道了对RXJ 1347 -1145星系团后面的一个$z=6.765$莱曼- $α$发射星系的ALMA光谱跟踪结果。我们报道了[CII]158 $μ$ m线的探测结果，它与Lyman-$α$红移和光发射峰完全一致。考虑到$μ=5.0 \pm 0.3$的放大率，[CII]线的固有（经透镜效应校正）光度是$L_{[CII]} =1.4^{+0.2}_{-0.3} \times 10^7L_{\odot}$，比其他观测到的$z\sim 7$星系要暗${\sim}5$倍。结果表明，与本星系相比，$z\sim 7$星系中的低$L_{[CII]}$可能是由于它们的低金属丰度和/或反馈造成的。莱曼- $α$和[CII]线之间的小速度偏移（$Δv = 20_{-40}^{+140} \rm km/s$）是不寻常的，并且可能指示电离光子逃逸。
2017-01-13 astro-ph.CO astro-ph.GA
New insight on the nature of cosmic reionizers from the CEERS survey
基于CEERS巡天数据，分析62个高红移恒星形成星系的间接指标，发现其致密、蓝色且预测逃逸比例约0.13，并指出暗于M1500=-18的低质量星系可能在再电离中起关键作用。
2023-09-05 astro-ph.GA
The Lyman Continuum escape fraction of galaxies at z=3.3 in the VUDS-LBC/COSMOS field
从高z星系逃逸到IGM的Lyman连续统（LyC）通量是理解再电离时期物理过程的一个基本量。我们研究了一个z~3.3的恒星形成星系样本，以寻找从星系晕逃逸的LyC光子的可能探测。利用LBT望远镜的主焦点相机LBC获得的COSMOS场的紫外深成像，以及VIMOS超深巡天（VUDS）获得的光谱红移目录，建立了一个z~3.3，L>0.5L* 的45个星系样本。我们获得了光谱红移在3.27<z28%区间的星系的深LBC图像<3.40 both in the R and deep U bands. A sub-sample of 10 galaxies apparently shows escape fractions>，但对其性质的详细分析表明，除了U波段的两个边缘检测值（S/N~2）外，其余8个星系都很可能受到位于高z目标附近的低z闯入者紫外通量的污染。从清洁样品的堆积得到的平均逃逸分数被限制为fesc_rel<2%。这意味着HI光电离率比在高z类星体光谱的莱曼森林中或通过邻近效应观测到的保持IGM在z~3电离所需的光电离率低2倍。这些结果支持了这样一种假设，即只有高红移、相对明亮（L>0.5L*）的恒星形成星系无法维持在z~3的宇宙IGM中观测到的电离水平。只有当恒星形成星系的物理性质在z~3到z~6-10之间发生快速变化时，它们才可能是宇宙再电离的主要贡献者。另外，…
2015-09-03 astro-ph.GA
The physics of Lyman-alpha escape from high-redshift galaxies
来自电离源和冷却辐射的莱曼α光子经历复杂的共振散射过程，在高红移星系中产生独特的光谱特征。本文详细介绍了真实环境反馈（FIRE）项目中宇宙学放大模拟的Lyα辐射转移研究。我们重点研究了Lyα辐射在z = 5-7的红移范围内的时间、空间和角度特性，该辐射是在逃离星系并穿过星系际介质（IGM）后发出的。在这个时期，我们的目标星系的平均恒星质量为$M_{\rm star} \approx 5 \times 10^8 {\rm M}_\odot$。我们发现Lyα线的许多有趣的特征可以从星系的恒星形成历史中理解。Lyα性质的时间变异性、空间形态和各向异性与目前的观测结果一致。例如，静止帧等效宽度具有62%的${\rm EW}_{{\rm Ly}α,0} > 20 {\rm Å}$占空比，其中具有$> 100 {\rm Å}$的视线的数量不可忽略，与具有更大的一致UV连续吸收的星爆的流出区域相关联，因为这些条件生成更红、更窄（或单峰）的线轮廓。最低的等效宽度对应于宇宙细丝，它对紫外连续谱光子几乎没有影响，但有效地捕获了Lyα，并产生了更蓝，更宽的线，通过IGM的透射率更低。我们还表明，在致密的自屏蔽，低金属量的灯丝和卫星Lyα辐射压力可以是动态的重要。最后，尽管表面亮度随着红移的增加而显著降低，但利用即将到来的詹姆斯·韦伯太空望远镜对高$z$星系进行Lyα探测和光谱学分析是可行的。
2018-10-18 astro-ph.GA
Disentangling the physical origin of emission line ratio offsets at high redshift with spatially resolved spectroscopy
我们提出了空间分辨哈勃空间望远镜棱镜光谱的15个星系在$z\sim0.8$从深2调查。我们分析了H $α$ +[N II]，[S II]和[S III]的kpc尺度上的发射，以探索哪些机制是供电的发射线在高红移，测试过程可能是负责众所周知的偏移的高红移星系从$z\sim0$轨迹中的[O III]/H $β$与[N II]/H $α$ BPT（鲍德温-菲利普斯-Terlevich）激发图。我们研究空间分辨的发射线图，以检查活动星系核（AGN），冲击，扩散电离气体（DIG），或逃逸电离辐射的证据，所有这些都可能有助于在我们的样本中观察到的BPT偏移。我们没有发现活动星系核存在的显著证据，也没有量化，平均而言，活动星系核需要贡献中心分辨率元素中H $α$通量的$\sim$ 25%，才能引起观测到的BPT偏移。我们发现弱（$2σ$）的DIG发射在低表面亮度的证据，产生一个隐含的总DIG发射分数为$\sim$ 20%，这是不够显着的，是占主导地位的发射线驱动程序在我们的样品。在一般情况下，我们发现，所观察到的排放占主导地位的恒星形成H II地区。我们讨论的人口统计特性的趋势和可能的作用，$α$增强丰度模式的高红移星系的发射光谱。我们的研究结果表明，光电离模拟与恒星星族合成输入是一个有效的工具，探索特定的恒星形成的属性，可能会导致BPT偏移，在未来的工作中进行探索。
2021-08-17 astro-ph.GA
Two Modes of LyC Escape From Bursty Star Formation: Implications for [C II] Deficits and the Sources of Reionization
我们使用SPHINXPDMATHABMM宇宙辐射流体动力学模拟来研究莱曼连续统（LyC）光子如何从星系中逃逸以及这种逃逸的观测特征。我们定义了两类LyC泄漏者：突发泄漏者和残余泄漏者，基于它们的恒星形成率（SFR），平均超过1000万年（SFR $_{10}$）或10000万年（SFR $_{100}$）。两者都有$f_{\rm esc}>20\%$，并经历了恒星形成的极端爆发，但爆发泄密者有${\rm SFR_{10}>SFR_{100}}$，而残余泄密者有${\rm SFR_{10}<SFR_{100}}$。这些爆发中的最大SFR通常是爆发前星系SFR的$\sim100$倍，这是一般高红移星系中罕见的$2σ$异常值。爆漏星云在性质上类似于电离带洞星云，表现出高电离参数和典型的HII区气体密度。残余泄漏显示出密度有界星云的特性，具有正常的电离参数，但HII区的密度要低得多。两种类型的泄漏者在[CII]-SFR $_{100}$关系上均表现出[CII] $_{\rm 158μm}$缺陷，而当使用SFR $_{10}$时，只有突发泄漏者表现出缺陷。我们预测，[CII]光度和SFR指标，如H $α$和M $_{\rm 1500Å}$可以结合起来，以确定两种类型的LyC泄漏和光子逃逸的模式。这些预测可以用已知$z=3-4$ LyC泄漏者的[CII]观测来测试。最后，我们表明，泄漏与$f_…
2022-10-17 astro-ph.GA
The Lyman Continuum Escape Survey: Connecting Time-Dependent [OIII] and [OII] Line Emission with Lyman Continuum Escape Fraction in Simulations of Galaxy Formation
从星系逃逸的莱曼连续谱光子可能使星系际介质在红移$z\gtrsim6$处再电离。然而，在这些红移和莱曼连续逃逸的二级指标不能直接观察到的莱曼连续必须用来估计电离光子的预算。在观测上，在观测上可接近莱曼连续谱的红移$z\sim2-3$，调查已经确定，许多显示出可观的莱曼连续谱逃逸分数$f_{esc}$的天体也显示出增强的[OIII]/[OII]（O $_{32}$）发射线比率。在这里，我们使用宇宙学放大模拟星系形成的辐射转移分析，研究$f_{esc}$和O $_{32}$之间的物理联系。与观察结果一样，我们发现最大的$f_{esc}$值出现在O $_{32}\sim3-10$升高时，高$f_{esc}$和低O $_{32}$的组合非常罕见。虽然高$f_{esc}$和O $_{32}$常常是可同时观察到的，但这两个过程的物理起源的时间尺度是非常不同的。大的O $_{32}$值在星团形成后的沃尔夫-拉叶动力阶段的短（$\sim$ 1百万年）时间尺度上波动，而低吸收的通道是由超新星的集合在几十万年内建立的。我们发现，虽然没有直接的因果关系之间的$f_{esc}$和O $_{32}$，高$f_{esc}$最经常发生在连续输入后，从恒星形成相关的反馈事件，有相应的偏移大O $_{32}$发射。这些计算与观测结果的解释是一致的，即当O $_{32}$较大时，往往会出现大的$f_{esc}$，但大…
2020-10-01 astro-ph.GA
New constraints on the galactic ionizing efficiency and escape fraction at 2.5 < z < 6 based on quasar absorption spectra
本文利用高红移类星体光谱测量星系电离背景和平均自由程，结合紫外光度函数约束星系在 2.5<z<6 的电离效率与逃逸分数，发现逃逸分数从 z=4 到 z=6 显著增加，并表明再电离末期可能由吸收主导。
2025-07-02 astro-ph.CO astro-ph.GA
H-alpha emission in local galaxies: star formation, time variability and the diffuse ionized gas
星云复合线H $α$被广泛地用作局部和高红移宇宙的恒星形成率（SFR）指标。我们提出了一个详细的H $α$辐射传输研究的高分辨率孤立的牛奶路和大麦云云模拟，包括辐射传输，非平衡热化学，尘埃演化。我们专注于H $α$发射的空间形态和时间变化，以及它与底层气体和恒星形成属性的联系。H $α$和H $β$径向和垂直表面亮度分布与附近星系的观测结果非常一致。我们发现，碰撞激发的H $α$发射的分数为$f_{\rm col}\sim5-10\%$，只有弱依赖于半径和垂直高度，散射增加了$\sim40\%$的H $α$亮度。通过巴耳末衰减的尘埃校正效果很好（固有H $α$排放可在$25\%$内恢复），尽管尘埃衰减规律取决于空间分辨和积分尺度上的衰减量本身。对于H $α$ -SFR联系的理解来说，重要的是尘埃和氦对电离辐射（莱曼连续谱[LyC]光子）的吸收，它们分别约为$f_{\rm abs}\approx28\%$和$f_{\rm He}\approx9\%$。与$f_{\rm esc}\approx6\%$的逃逸分数一起，这将氢线发射的可用预算减少了近一半（$f_{\rm H}\approx57\%$）。我们讨论的扩散电离气体的影响，显示-除其他事项外-的面外H $α$发射是由LyC光子逃逸光盘供电。这个框架的宇宙学（放大）模拟的未来应用将有助于解释高红移星系的光谱与即将到来的詹姆斯韦伯太空…
2022-04-08 astro-ph.GA
A systematic study of the escape of LyC and Ly$α$ photons from star-forming, magnetized turbulent clouds
为了研究宇宙的再电离和解释观测星系的高红移光谱，了解莱曼连续谱（LyC）和莱曼$α$（Ly $α$）光子从巨分子云（GMC）中的逃逸是至关重要的。为此，我们进行高分辨率，辐射磁流体动力学模拟GMCs自洽恒星形成和恒星反馈。我们发现，一个显着的分数（15-70%）的电离辐射逃逸的模拟GMC与不同的质量（$10^5$和$10^6\,M_\odot$），因为云是分散在约$2$ - $5\,{\rm Myr}$从恒星形成的开始。当GMC质量较轻、金属贫乏、湍流较小和密度较低时，泄漏的LyC光子的比例较大。LyC辐射的最有效泄漏发生在GMC的总恒星形成效率约为20%时。Ly $α$的逃逸显示出与LyC光子相似的趋势，不同之处在于从GMC逃逸的Ly $α$光子的分数较大（$f_{\rm esc}^{\rm Lyα}\approx f_{900}^{0.27}$），并且具有强湍流的GMC显示出较大的$f_{\rm esc}^{\rm Lyα}$。模拟的GMC显示出$Δv\approx 120 \,{\rm km\,s^{-1}}$在时间平均的出射Ly $α$谱中的特征速度分离，这表明Ly $α$可以用于推断星际和环星系介质的运动学。我们发现，Ly $α$光度是一个有用的指标的LyC逃逸，提供的LyC光子的数量可以推导出通过恒星人口建模。最后，我们发现Ly $α$的逸出分数、1500 A的紫外光子…
2021-12-02 astro-ph.GA
