Two Epochs of Globular Cluster Formation from Deep Fields Luminosity Functions: Implications for Reionization and the Milky Way Satellites
我们银河系中球状星团的年龄已知的精确度约为\pm 1 Gyr,因此它们在红移z>~3时的形成,以及它们在等级宇宙学和星系际介质再电离中的作用仍然相对不确定。本文分析了球状星团的形成对哈勃超深场观测到的高红移星系的静止坐标系紫外光度函数和紫外连续谱斜率的影响。我们发现,大多数现今的球状星团形成于两个不同的时期:在红移z ~ 2-3和在红移z>~6。原始GC系统的诞生产生了星系LF的陡峭,昏暗的斜坡,并且因为原始GC的亮度在形成后5百万年消退,它们的蓝色与观测非常一致。我们的研究结果表明:i)大部分年龄>~12 Gyr的老球状星团(约占总星团的50%)形成于相对质量较大的矮星系中,红移z>~6; ii)原GC形成是这些矮星系中恒星形成的一种重要模式,并可能主导了再电离过程。这种情况的另一个后果是,一些质量最大的银河系卫星可能是暗淡的,但尚未被发现,因为潮汐剥离占主导地位的GC人口之前,显着剥离这些卫星的暗物质晕。这一设想可能会缓解CDM模拟和观测之间的一些剩余紧张关系。
2012-11-26 astro-ph.CO
The Wyoming Survey for H-alpha. III. H-alpha Luminosity Functions at z ~ 0.16, 0.24, 0.32, and 0.40
怀俄明H-阿尔法巡天(Wyoming Survey for H-alpha,简称WySH)是一个大面积的地面成像巡天,观测的是红移为z ~ 0.16、0.24、0.32和0.40的H-阿尔法发射星系。该调查跨越了一组低银河卷云发射场的四个平方度,在每个时期使用双窄带滤波器,以改进恒星连续减法。本文根据近1200个星系给出了每个δ(z)~ 0.02历元的H-α光度函数。这些数据清楚地显示了体积平均宇宙恒星形成率随回望时间的演变。Schechter积分与不完全性校正和修正后的H-α光度函数的拟合表明,在z = 0.16、0.24、0.32和0.40时,每单位同向运动体积的恒星形成率分别为0.010、0.013、0.020和0.022 h_70 M_sun yr^{-1} Mpc^{-3}。统计和系统测量的不确定性加起来约为25%,而宇宙方差的影响约为20%。这种演化的大部分是由H-α光度函数的特征光度L * 的变化驱动的,前两个时期的L * 比后两个时期的L * 大两倍;用这个数据集来破译光度函数振幅和暗端斜率的系统演化差异更加困难。将这些结果与来自发射线调查文献的综合结果相结合,宇宙恒星形成率密度在0 < z < 1.5范围内的演化被测量为rho_dot_SFR(z)= rho_dot_SFR(0)(1+z)^{3.4+/-0.4}。
2010-03-01 astro-ph.CO
Seeking the Epoch of Maximum Luminosity for Dusty Quasars
利用宽视场红外巡天探测器在22 μ m处的探测结果,测定了斯隆数字巡天(SDSS)1.4 < z < 5类星体的尘埃再辐射红外光度vLv(7.8 μ m)。红外光度在任何红移z < 5处都没有显示出最大值,当z >~ 3时达到一个平台,最大光度vLv(7.8 um)>~ 10^{47} erg/s;光度函数显示,在所有2 < z < 5的情况下,每立方Gpc都有一个类星体的vLv(7.8 um)> 10^{46.6} erg/s。我们的结论是,当类星体首次达到最大亮度的时代尚未确定在任何低于5的红移。最亮的紫外类星体由静止坐标系vLv(0.25 um)定义,具有最大的vLv(0.25 um)/vLv(7.8 um)比值,最大比值位于z = 2.9处。从这些结果中,我们得出结论,在紫外线下最明亮的类星体具有最小的尘埃含量,并且主要由于消光减少而显得明亮。观测到的紫外线/红外线光度比被用来定义“遮蔽”类星体,即那些紫外线消光大于5等的类星体。本文对斯皮策红外光谱仪发现的遮蔽类星体进行了新的总结,并确定了这些遮蔽类星体在z ~ 2.1处的红外光度函数。这是比较光学发现,在SDSS和活动星系核和星系演化巡天的类星体的红外光度函数。比较表明,在z ~ 2.1处,被遮蔽和未被遮蔽的类星体的数量相当,而在较暗的光度处,被遮蔽的类星体可能过多。
2014-06-25 astro-ph.CO astro-ph.GA
A joint measurement of galaxy luminosity functions and large-scale field densities during the Epoch of Reionization
当代望远镜最令人兴奋的进步之一是在再电离时期探测星系,使用深场将这些仪器推向极限。我们必须优化对这些领域的分析,以便从中提取尽可能多的信息。特别是,测量星系光度函数的标准方法丢弃了关于大尺度暗物质密度波动的信息,尽管这种大尺度结构在宇宙黎明期间驱动了星系形成和再电离。测量这些密度将提供一个可观测的基础,将星系调查与再电离过程和结构形成的理论模型联系起来。在这里,我们使用现有的哈勃深场数据,同时适合的通用光度函数和测量大尺度密度为每个哈勃深场在$z =$ 6- 8直接将先验的大尺度密度场和星系的偏见。我们的通用光度函数的拟合与以前的方法是一致的,但在细节上有所不同。这是第一次,我们测量的调查领域,包括最高/最低密度的哈勃领域的基本密度。我们表明,密度的分布是一致的,目前的宇宙方差的预测。对17个场的分析是詹姆斯韦伯太空望远镜可能实现的一个小样本,它将在可比(或更好)的深度和更高的红移下测量数百个场。
2022-08-11 astro-ph.CO astro-ph.GA
Model-independent cosmic acceleration and type Ia supernovae intrinsic luminosity redshift dependence
$Λ$ CDM模型是目前宇宙学中的标准模型,这要归功于它重现观测结果的能力。它的第一个观测证据出现在Ia型超新星(SNIa)的哈勃图中。然而,有一些关于SNIa的统计学处理的文献中存在争议。在本文中,我们放松了SNIa内禀光度与红移无关的标准假设,并研究了它是否会对宇宙膨胀的加速性质产生影响。为了尽可能地具有一般性,我们通过三次样条插值拟合不同探测器的观测数据:SNIa、重子声学振荡(BAO)和来自宇宙微波背景(CMB)的高红移信息,重建了宇宙的膨胀率。我们表明,当SNIA的内在光度不允许作为红移的函数而变化时,宇宙加速肯定是在一个模型独立的方法中得到证明的。然而,考虑到红移的依赖性,膨胀率的非加速重建能够拟合,以及$Λ$ CDM,SNIa和BAO数据的组合,两者都将BAO标准标尺$r_d$作为自由参数,或者添加最近公布的CMB观测结果。我们进一步扩展的分析,包括CMB数据,我们表明,非加速重建能够很好地适应这种组合的低和高红移数据。在这项工作中,我们提出了一个模型独立的重建的非加速膨胀率的宇宙,能够很好地适应所有的主要背景宇宙学探测。然而,$H_0$的预测值与最近的直接测量值存在矛盾。我们的分析指出,一个最终的,可靠的,和共识的值$H_0$将是至关重要的,以明确地证明宇宙加速在一个模型无关的方式。[摘要]
2018-03-16 astro-ph.CO
Ten scenarios from early radiation to late time acceleration with a minimally coupled dark energy
我们考虑广义相对论与物质,辐射和一个最低限度的耦合暗能量定义的状态方程w。利用动力系统方法,我们在假设宇宙膨胀和正暗能量密度的条件下,找到了该理论的平衡点。其中两个点对应于宇宙的经典辐射和物质主导时代。对于其他点,暗能量模仿物质,辐射或加速宇宙膨胀。然后,我们寻找描述宇宙的可能的时期序列,从一些辐射主导的时期开始(模仿或不模仿暗能量),然后物质主导的时期(模仿或不模仿暗能量),并以加速膨胀结束。我们发现十个序列能够遵循这个宇宙的历史没有奇异行为的w在一些鞍点。其中大多数是暗能量文献中的新发现。为了得到超过这10个序列,w必须在某些特定的鞍平衡点处是奇异的。这是暗能量文献中状态方程的一个不寻常的数学性质,其物理后果往往被观测所抛弃。因此,这将上述十个序列与描述宇宙膨胀的无限方法区分开来。
2015-01-28 astro-ph.CO gr-qc
A 6% measurement of the Hubble parameter at $z\sim0.45$: direct evidence of the epoch of cosmic re-acceleration
导出宇宙的膨胀历史是现代宇宙学的一个主要目标。到目前为止,最精确的测量已经获得了Ia型超新星和重子声学振荡,提供了证据的存在一个过渡时期,膨胀率从减速到加速的变化。然而,这些结果是在特定宇宙学模型的框架内获得的,这些模型必须在测量中隐含或明确地假设。因此,至关重要的是获得独立于宇宙模型假设的宇宙加速膨胀的测量。在这里,我们利用重子振荡光谱巡天(BOSS)数据发布9提供的前所未有的统计数据,提供新的约束哈勃参数$H(z)$使用电磁宇宙计时器的方法。我们提取了超过13万个最大质量和被动演化星系的样本,获得了5个新的宇宙学独立的$H(z)$测量的红移范围$0.3<z<0.5$,与$\sim$ 11-16\%的精度,将统计和系统误差。一旦组合,这些测量产生$H(z=0.4293)=91.8\pm5.3$ km/s/Mpc的6%精度约束。新的数据是至关重要的,以提供第一个宇宙学独立的确定过渡红移在高统计意义,测量$z_{t}=0.4\pm0.1$,并显着不赞成零假设之间没有过渡减速和加速膨胀在99.9%的置信水平。这种分析突出了宇宙计时器方法的广泛潜力:它允许导出宇宙膨胀历史的约束,其结果与标准探测器竞争,最重要的是,作为独立于宇宙学模型的估计,它可以约束宇宙学超越-并包括-$Λ$ CDM模型。
2016-05-02 astro-ph.CO
The optical variability of SDSS quasars from multi-epoch spectroscopy: I. Results from 60 quasars with $\geq$ six-epoch spectra
从斯隆数字巡天(SDSS)中选取了60个具有至少6历元光谱观测的类星体样本,研究了它们的发射线和连续光谱光度在不同方面的变化。在2500 μ m处,发现样品的光变率和连续发光度之间存在很强的反相关性,这与以前的工作是一致的。在单个源中,我们发现一半的样本对象具有更亮时更蓝的趋势(BWB),而剩余的一半则表现出更亮时更红的趋势(RWB)。虽然RWB的机制尚不清楚,但不能完全排除由于视宁度变化而导致的宿主星系贡献的影响。正如光电离模型所预期的那样,在大多数单个光源以及整个样品中,宽发射线与连续发光度之间存在正相关关系。我们证实了鲍德温效应在大多数个别对象和整个样本,而一个负的鲍德温效应也被发现在几个类星体,这可能是至少部分(如果不是全部)由于宿主星系的污染。我们发现,在大多数类星体,以及整个样本的宽发射线的亮度和线宽之间的正相关性,这意味着一个更可变的线的基础比线的核心。
2014-07-11 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
Evolution of the observed Ly-alpha luminosity function from z = 6.5 to z = 7.7: evidence for the epoch of reionization ?
目标。Ly-alpha发射体(LAEs)在再电离时期可以检测到非常高的红移。LAE光度函数随红移的演化是星系际介质(IGM)的Ly-alpha透射的直接探测,因此也是IGM中性氢部分的直接探测。因此,测量红移z = 7.7的LAEs的Ly-alpha光度函数(LF)允许我们将宇宙的电离状态限制在这个红移。方法.我们在VLT用HAWK-I仪器观测了三个7.5“x7.5”的场,该仪器具有中心在1.06 $μ$ m的窄带滤波器,并以红移z ~ 7.7的LAEs为目标。选择这些字段是为了获得多波长数据。一个领域是一个星系团,子弹星系团,它使我们能够使用引力放大来探测比该领域更暗的光度。另外两个油田是GOODS Chandra深层油田南部和CFHTLS-D4深层油田的分区。我们从各种颜色标准中选择了z=7.7的LAE候选者,特别是从光学波段中没有检测到的候选者。结果我们在z = 7.7的~2.4 x 10^4 Mpc^3范围内没有发现任何LAE候选者,直到AB星等的窄带~ 26,这使我们能够推断出在这个红移下Ly-alpha LAE光度函数的鲁棒约束。结论.根据Hu et al.(2010)、Ouchi et al.(2010)和Kashikawa et al.(2011)的不同LF,z = 6.5处的预测平均天体数分别为2.5、13.7和11.6。根据我们所指的这些LF中的哪一个,我们排除…
2011-10-19 astro-ph.CO
Gauge-Invariance and Infrared Divergences in the Luminosity Distance
光度距离的测量在发现晚期宇宙加速中发挥了关键作用。然而,在解释宇宙的不均匀性时,它的解释一直受到理论预测中红外发散的困扰,在某些情况下,这些理论预测被用来解释没有暗能量的宇宙加速。在大多数计算中的分歧是人为地通过强加一个红外截止尺度来消除的。这是第一次,我们表明,规范不变的计算的光度距离是没有这样的分歧和一致的等效原理,消除了需要施加一个截止尺度。我们提出了适当的数值计算的光度距离使用规范不变的表达式,并证明了在以前的计算与一个特设的截止尺度的数值结果具有可忽略的系统误差,只要截止尺度大于地平线尺度。我们讨论了红外发散的起源和它们在光度距离上的抵消。
2017-04-27 astro-ph.CO
Could the cosmic acceleration be transient? A cosmographic evaluation
通过宇宙学方法研究了宇宙膨胀的可能减缓。通过将光度距离扩展到四阶,并拟合来自最近汇编(Union,Constitution和Union 2)的SN Ia数据,减速参数的边缘似然分布表明宇宙加速最近有所减少,并表明$q_0>0$存在相当大的可能性。同样与$Λ$ CDM模型的预测相反,宇宙学$q(z)$重建允许宇宙膨胀历史,其中宇宙加速可能已经达到峰值,目前正在放缓,这意味着宇宙最近的加速膨胀是一种短暂的现象。它还表明,描述一个瞬态加速的光度距离需要扩大至少到四阶。目前的宇宙学结果既不依赖于广义相对论的有效性,也不依赖于宇宙的物质能量含量。
2011-04-26 astro-ph.CO
H-alpha monitoring of OJ 287 in 2005-08
我们提出了在2005年至2008年的七个时期的BL Lac对象OJ 287与VLT的H-α监测的结果。我们能够在至少一个时期内检测到五条以前未检测到的窄发射线,6548,6583 [NII],6563 H-alpha $和6716,6731 [SII],并在两个时期内检测到宽H-alpha特征。在2005-08年,宽的H-α光度比1984年之前探测到的低10倍,比在类星体和塞弗特星系中观测到的相同红移低10倍。这些数据与2005-08年H-α线的位置或光度没有变化是一致的。H-α谱线的宽度为4200 +- 500 km/s,与1984年的宽度一致。
2010-04-15 astro-ph.CO
Observational evidence that massive cluster galaxies were forming stars at z~2.5 and did not grow in mass at later times
利用斯皮策3.6微米数据,我们推导出了5个z>1.4的星系团中星系的光度函数和质量函数,这些星系团被选为具有可靠的团内介质检测。这五个簇的丰富度(ISCSJ1438.1+3414和XMMXCSJ2215.9-1738的丰富度是ISCSJ1432.4+3250、IDCSJ1426.5+3508和JKCS 041的两倍)和形态外观不同。在中位红移z=1.5时,从5个星系团的150个成员星系中,我们得到了[3.6]带的特征星等为16.92+/-0.13,特征质量为lgM*=11.30+/-0.05 Msol。我们发现特征光度和质量在z=1和1.4<z<1.8之间没有演化,直接排除了这些时期之间正在进行的质量组装,因为大质量星系已经存在到z=1.8。较低的红移积累时期已经被先前的工作排除,只留下z>1.8作为质量积累的可能时期。然而,对于在观测到的红移之前没有任何恒星形成的星系来说,在非常高的红移下观测到的m^* 值太亮了,因此意味着恒星形成事件不早于z_f=2.5。这是第一次,质量/光度函数能够鲁棒地区分形成红移之间的微小差异,并设置{ \it上限}的最后一个恒星形成插曲的时代。
2013-04-10 astro-ph.CO
The Galaxy UV Luminosity Function Before the Epoch of Reionization
我们提出了一个模型的星系紫外线(UV)光度函数(LF)在整个宇宙时间的恒星形成与暗物质晕的组装下的质量依赖,但红移独立的假设,效率的演变。我们引入了一个新的自洽治疗晕星形成的历史,这使我们能够在$z>10$(回顾时间$\lesssim500$百万年),当增长迅速的预测。在一个单一的红移校准设置恒星晕质量比,没有进一步的自由度,我们的模型捕捉到的紫外线LF在所有可用的观测($0\lesssim z\lesssim10$)的演变。在$z\sim8$以外的星系中,目前可探测到的光度密度的显著下降可以用恒星形成向质量较小、较暗的星系转移来解释。假设恒星的形成过程中下降到原子冷却晕,我们得到了再电离光学深度$τ= 0.056^{+0.007}_{-0.010}$,完全符合最新的普朗克测量,这意味着宇宙是完全再电离在$z=7.84^{+0.65}_{-0.98}$。此外,我们的模型自然产生顺利上升的恒星形成的历史与观测和流体动力学模拟的$L\lesssim L_*$的星系。在$z>10$的再电离时期之前,我们预测LF仍然由Schechter函数很好地描述,但是具有越来越陡的暗端斜率($z\sim16$处的$α\sim-3.5$)。最后,我们用\JWST ~和\WFIRST建立了巡天预报,并预测将观测到$z\sim14$以外的星系。JWST和WFIRST只有在强透镜放大的帮助下才有可能访问$z>…
2015-12-01 astro-ph.CO astro-ph.GA
z~7 Galaxies in the HUDF: First Epoch WFC3/IR Results
本文介绍了利用哈勃空间望远镜新安装的WFC 3/IR相机观测到的16个z~7的z-drop星系。我们的分析是基于HUDF 09计划的第一个历元数据,该计划涵盖了哈勃超深场的60个Y,J和H观测轨道。这些引人注目的数据覆盖了4.7弧分^[2],是有史以来拍摄的最深的近红外图像,达到了~29等AB(5西格玛)。利用Lyman Break技术,利用(z-Y)和(Y-J)色对16个z~6.5-7.5星系进行了识别。它们的星等J = 26.0-29.0(AB),平均视半光半径约为0.16弧秒(<1千秒差距),并且呈现非常蓝的颜色(有些甚至β <-2.5),特别是在低光度时。WFC 3/IR数据证实了先前的NICMOS检测,表明在z~7处的丢弃选择是非常可靠的。我们的数据允许第一次确定的z~7光度函数的暗弱端斜率,达到M_UV ~-18,一个完整的星等比以前的测量更暗。当把phi*=1.4e-3/Mpc^3/mag固定为先前在z~6处测量的值时,我们发现最佳拟合值α =-1.77+-0.20,特征光度M_*=-19.91+-0.09。这个陡峭的斜率与z~2-6处的相似,表明低光度星系有可能提供足够的流量来重建宇宙。这些新图像的非凡深度和分辨率为JWST的未来力量提供了见解。
2009-12-09 astro-ph.CO
Model-independent Reconstruction of UV Luminosity Function and Reionization Epoch
本研究采用非参数高斯过程方法重建UV光度函数,发现其偏离传统Schechter模型,并结合JWST等数据联合分析,得出了不受该偏离影响的再电离历史及光深等精确参数。
2024-12-23 astro-ph.CO astro-ph.GA
The Formation of Massive Cluster Galaxies
我们提出了复合3.6和4.5微米光度函数的星系团测量斯皮策深,宽视场巡天(SDWFS)为0.3<z<2。我们比较了这些光度函数的m* 的演化模型被动演变的恒星星族,以约束大质量星系团中恒星形成的主要时代。在低红移(z < 1.3)下,我们的结果与没有质量聚集和被动演化的恒星星族模型一致,其中假设Kroupa初始质量函数(IMF),光度加权平均形成红移zf=2.4。我们对可能影响我们结果的系统偏差进行了深入的调查,并估计了Delta zf=(+0.16-0.18)(模型归一化)、Delta zf=(+0.40-0.05)(α)和Delta zf=(+0.30-0.45)(恒星星族模型的选择)的系统不确定度。对于Salpeter型IMF,典型的形成时代因此被强约束为z ~2-3。更高的地层红移只能与数据相一致,如果一个人允许一个不断发展的IMF是底光在高红移,如van Dokkum等人2008年建议。在高红移(z > 1.3),我们也见证了测量的光度函数和从低红移延续的被动演化模型之间的统计显著(>5sigma)差异。在考虑了可能影响我们最高红移数据点的潜在系统偏差后,我们将观察到的偏差解释为这个时期正在进行的大规模组装的潜在证据。
2010-07-08 astro-ph.CO
The Physical Principle that determines the Value of the Cosmological Constant
观测表明,宇宙的演化可以分为早期暴胀、辐射(和物质)支配和晚期加速三个时期。我们可以将这些历元中的每一个与数字N相关联,该数字N是在相应历元期间穿过哈勃半径的模式的相空间体积。这个数字在三个纪元的宇宙学相关范围内是(近似)相同的。当初始德西特空间由普朗克长度表征时,N的自然值为4π。这使我们能够确定驱动晚期时间加速的宇宙学常数为ΛL_P^2 = 3 \exp(-24 ^2 μ),其中μ是一个单位阶数。这个表达式导出了宇宙学常数的观测值μ~ 1.19。的影响进行了讨论。
2012-10-15 astro-ph.CO gr-qc hep-th
A quantification of the effects using different stellar population synthesis models for epoch of reionization
本文利用 L-Galaxies 2020 半解析模型量化了不同恒星族合成模型对高红移星系紫外光度函数和再电离纪元电离光子预算的影响,发现模型间光度函数差异不超过 0.5 dex,而 BPASS 模型产生的电离光子可比其他模型多约 100%。
2024-05-03 astro-ph.CO astro-ph.GA
The Impact of Scatter in the Galaxy UV Luminosity to Halo Mass Relation on Ly$α$ Visibility During the Epoch of Reionization
氢的再电离与宇宙中的第一个结构密切相关,因此了解再电离的时间轴有望揭示这些早期物体的性质。特别是Lyman α(Ly $α$)从星系穿过星系际介质(IGM)的传输对IGM中的中性氢敏感,因此可以用来探测再电离时间轴。在这项工作中,我们实现了一个改进的模型的星系紫外光度暗物质晕质量的关系,推断体积平均分数的中性氢在IGM从Ly $α$观测。许多模型假设,紫外线明亮的星系是由IGM过密区域的大质量暗物质晕所承载的,因此存在于相对较大的电离区域。然而,观测和N-体模拟表明,在紫外光光度晕质量关系的散射是预期的。在这里,我们对散射进行建模(尽管我们假设IGM拓扑不受影响),并评估再电离过程中对Ly $α$可见性的影响。我们发现,紫外线光度晕质量散射减少LY $α$的可见性相比,没有散射的模型,这是最重要的紫外线明亮的星系。然后,我们使用我们的模型与散射推断中性分数,$\overline{x}_{\mathrm{HI}}$,在$z \sim 7$使用的样本莱曼break星系的遗产领域。我们推断,与没有分散的$\overline{x}_{\mathrm{HI}} = 0.59_{-0.14}^{+0.12}$相比,有分散的$\overline{x}_{\mathrm{HI}} = 0.55_{-0.13}^{+0.11}$有非常轻微的下降,并且在不确定性范围内是一致的。最后,我们把我们的结果的…
2020-04-23 astro-ph.CO astro-ph.GA
N=2 PNGB Quintessence Dark Energy
在本文中,我们证明了一个伪Nambu-Goldstone玻色子(PNGB)的自发对称性破缺(SSB)的精华负责晚时间宇宙加速的时代。我们认为,一个N=2的PNGB与SSB的精华可以引起宇宙演化的快速滚动宇宙加速度。在N=2的PNGB精粹模型中,标准的慢滚条件,其中该模型的快子质量平方$|m_q^2|$的绝对值远小于哈勃常数$H^2$的平方,被分解为快滚条件,$|m_q^2|=O(H^2)$。然而,它表明,与SSB的N=2 PNGB精华相关联的快速滚动可以导致晚时间宇宙加速的时代。事实上,在我们的PNGB模型中,这个时期可以持续很长时间,因为N=2的PNGB精粹场的质量非常小,如$m_q \approx 10^{-33} \rm{eV}$。
2021-04-15 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
POLAR -- I: linking the 21-cm signal from the epoch of reionization to galaxy formation
本研究开发了结合辐射转移与星系形成模拟的POLAR算法,验证了其与观测的一致性,并揭示了星系形成参数对紫外光度函数和21厘米功率谱的不同影响机制。
2023-04-19 astro-ph.CO astro-ph.GA
Impact of the turnover in the high-z galaxy luminosity function on the 21-cm signal during Cosmic Dawn and Epoch of Reionization
高z星系光度函数(LF)的暗端形状为宇宙黎明和再电离时期的早期恒星形成和再电离物理提供了信息。直到最近,基于强引力透镜星系团的深度巡天,哈勃前沿场(HFF)发现了在z $\sim$ 6的紫外(UV)LF中的潜在周转。本文分析了在LF中星等大于翻转星等的极暗星系对宇宙再电离的贡献。我们将HFF的测量结果应用到我们的抑制型恒星形成效率模型中,包括三个自由参数:晕质量阈值$M_t$,曲率参数$β$和UV转换因子$l_{\rm UV}$。根据68%置信水平的拟合,发现在小于$ M_t=1.82^{+2.86}_{-1.08}\times10^{10} \rm M_{\odot}$的晕中,高红移恒星的形成受到抑制。周转量$\rm \gtrsim -13.99-2.45$,相应地晕质量$\lesssim(4.57+20.03)\times10^{9} \rm M_{\odot}$。我们发现,在全球21厘米信号的吸收谷是敏感的,我们的SFE模型参数。结合($β$,$l_{\rm UV}$)=($2.17^{+2.42}_{-1.72}$,$9.33^{+0.43}_{-0.42} \rm ~erg~yr ~s^{-1}M_{\odot}^{-1})$),波谷位于$\sim$ $134^{+10}_{-17}$ $\rm MHz$,振幅为$\sim$ $-237^{-6}_{+7}$ $\rm m…
2022-08-03 astro-ph.CO astro-ph.GA
An Instability of the Standard Model Creates the Anomalous Acceleration Without Dark Energy
本文介绍了适用于$p=0$历元的宇宙学标准模型的球形扰动的一种新的渐近分析,并证明了这些扰动在超新星数据尺度上触发了宇宙学标准模型的不稳定性。这些不稳定性产生了一个大的均匀密度不足的中心区域,它比SM膨胀得更快,这个加速均匀膨胀的中心区域在SM中引入了与暗能量理论中宇宙学常数产生的相同范围的红移与光度的修正。一个普遍的行为表现出来,因为所有足够小的扰动发展到一个单一的稳定的休息点。此外,我们证明,这些扰动是一致的,不稳定性触发,一个参数家庭的自相似波,作者以前提出的可能的时间渐近波模式的扰动的SM在辐射时代结束。使用数值模拟,我们计算了独特的波在家庭中,占相同的哈勃常数和二次校正红移与光度的宇宙中的百分之七十的暗能量,$Ω_Λ\approx.7$的值。与该独特波相关的三阶修正的数值模拟建立了一个可检验的预测,该预测将该理论与暗能量理论区分开来。这种对反常加速的解释,是基于SM的不稳定性以及触发它们的辐射时期的简单波扰动,也许提供了对星系反常加速的最简单的数学解释,而不涉及暗能量。
2014-12-11 astro-ph.CO gr-qc math-ph
On the faint-end of the galaxy luminosity function in the Epoch of Reionization: updated constraints from the HST Frontier Fields
超暗星系由具有浅引力势阱的小暗物质晕承载,因此它们的恒星形成活动对反馈效应更敏感。高$z$星系光度函数(LF)的暗端形状包含了恒星形成及其与再电离时期(EoR)再电离过程相互作用的重要信息。具有$M_{\rm UV}\gtrsim-17$的高$z$星系直到最近才变得可访问,这要归功于结合了深度{ \it HST}成像和引力透镜效应的前沿场(FFs)调查。本文利用Ffs星系团Abell 2744(A2744),MACSJ0416.1-2403(M0416),MACSJ0717.5+3745(M0717)和MACSJ1149.5+2223(M1149)的数据研究了红移$>$ 5处的LF暗端。我们分析了一个经验和物理动机的LF模型,以获得约束LF在微弱的幅度可能翻转。在经验模型中,当绝对UV量值$M_{\rm UV}$远大于翻转绝对UV量值$M_{\rm UV}^{\rm T}$时,LF快速下降。我们在1(2)$σ$置信水平(C.L.)下获得了$M_{\rm UV}^{\rm T}\gtrsim-14.6 $(15.2)。为$z\sim6$。在物理动机的分析模型中,恒星形成的光环与圆速度低于$v_c^*$是完全淬火,如果这些晕位于电离区。使用更新的透镜模型和新的额外FF数据,我们使用较小的数据集重新分析了Castellano等人2016 a(C16 a)提出的$v_c^*$和$f_{\r…
2018-10-08 astro-ph.CO astro-ph.GA
First Results from the Lyman Alpha Galaxies in the Epoch of Reionization (LAGER) Survey: Cosmological Reionization at z ~ 7
我们目前的第一个结果,从正在进行的LAGER项目(莱曼阿尔法星系在时代的再电离),这是最大的窄带调查$z \sim$ 7星系的日期。使用专门为NOAO/CTIO 4米布兰科望远镜上的超级大面积暗能量相机(DECam)建造的窄带滤波器NB 964,LAGER在3 deg PDMATHAMN COSMOS领域收集了34小时的NB 964窄带成像数据。我们已经确定了23个莱曼阿尔法Ehrman(LAE)候选人在$z$ = 6.9在中央2度$^2$区域,其中DECam和公共COSMOS多波段图像存在。由此产生的光度函数可以被描述为一个Schechter函数,在亮端有一个显著的过量(4个星系的$L_{Lyα} \sim $ 10 $^{43.4\pm0.2}$ erg s $^{-1}$)。在$L_{Lyα}\sim$ 10 $^{43.4\pm0.2}$和$^{-1}$处的数密度与z= 6.6相比几乎没有变化,而在较暗的$L_{Lyα}$处,数密度显著降低。总的来说,我们看到Ly $α$光度密度从$z$ = 5.7减少到6.9。结合一个更温和的演变的连续紫外线光度密度,这表明一个因素的$\sim 3$抑制的Ly $α$通过辐射传输通过$z \sim$ 7星系际介质(IGM)。它表明IGM中性分数$x_{HI}$ $\sim$为0.4- 0.6(假设Ly $α$速度偏移为100-200 km…
2017-06-14 astro-ph.CO astro-ph.GA
The effect of our local motion on the Sandage-Loeb test of the cosmic expansion
在多个历元测量的天体红移(例如,相隔10年)由于宇宙膨胀而不同。这个所谓的桑德奇-勒布检验提供了一个直接测量宇宙膨胀率的方法。然而,太阳系相对于宇宙微波背景的运动加速也改变了多个历元测量的红移。如果不加以解释,它会产生一个有偏见的宇宙学推论。为了解决这个问题,我们计算了太阳系相对于本星系群的加速度,以量化由于局部运动而导致的测量红移的变化。我们的研究是由最近确定的质量的大麦云(LMC),这表明了一个显着的部分银河系的质量。我们发现,朝向银河系中心的加速度占主导地位,这使得红移在10年内的变化为7厘米/秒,而由于LMC和M31的加速度不能被忽略取决于视线。我们创建了预期的红移变化和相应的不确定性的全天空地图,可以用来校正这种影响。
2019-11-04 astro-ph.CO astro-ph.GA
Two-body orbit expansion due to time-dependent relative acceleration rate of the cosmological scale factor
通过唯象地假设宇宙尺度因子$S(t)$的百分加速率$\ddot S S^{-1}$随时间缓慢变化,证明了局部双星的轨道经历长期膨胀。在当前历元$t_0$周围的$\ddot S S^{-1}$的幂展开的一阶中,对于偏心轨道,发生两体相对距离$r$的每个轨道$\left\langleΔr\right\rangle$的非零移位。一个广义相对论的表达式,原来是立方的哈勃参数$H_0$在目前的时代,明确计算它的情况下,物质占主导地位的时代与暗能量。对于周期为$P_{\rm b}\approx 31$ Myr的高偏心率奥尔特彗星轨道,每个轨道的广义相对论距离偏移量为$\left\langleΔr\right\rangle\approx 70$ km。对于大麦哲伦云,假设在银河系的椭圆轨道上,每个轨道的位移是$\left\langleΔr\right\rangle\approx 2-4$ pc的数量级。我们的结果具有普遍的有效性,因为它适用于任何承认哈勃定律和缓慢变化的$\ddot S S^{-1}(t)$的宇宙学模型。更一般地说,对于\virg{elastic}参数$\mathcal{K}$缓慢随时间变化的任意Hooke-like额外加速度都是有效的,而与导致它的物理机制无关,$\mathcal{K}(t)$的幂展开式的一阶项系数$\mathcal{K}_1$可以用一种与模型无关的方式初步约束…
2014-01-02 astro-ph.CO gr-qc physics.space-ph
The space density of ultra-luminous QSOs at the end of reionization epoch by the QUBRICS Survey and the AGN contribution to the hydrogen ionizing background
在QUBRICS巡天的框架下,我们重新评估了z~5超亮类星体空间密度的估计值。在12,400平方米的区域内,获得了14个光谱证实的类星体的约90%的完整样品,它们的M_(1450)<-28.3,4.5 <z<5.0。度,这要归功于多波长选择和GAIA天体测量。z~5类星体在-29.3 <$M ~(1450)<-28.3范围内的空间密度比以前的测量值高出3倍。结果表明,在z~5处,类星体光度函数的亮端斜率较陡;在3<z<5.5处,超亮类星体(M1450~-28.5)的空间密度发生了轻微的红移演化,这与活动星系核(AGN)在M1450~-23处的红移演化一致。这些发现与活动星系核在z>3时的纯密度演化是一致的。采用我们的z~4类星体光度函数,并在红移中应用一个温和的密度演化,在z=4.75处,假设逃逸分数为~70%,活动星系核光度函数的暗端斜率较陡,得到光电离率为γ HI =0.46+0.17- 0.09 × 10 ^-12 s^-1。由此得到的光电离率约为再电离末期电离本底的50-100%,表明活动星系核在宇宙学再电离过程中起着重要作用。
2021-10-26 astro-ph.CO astro-ph.GA
Cosmology of a Friedmann-Lamaître-Robertson-Walker 3-brane, Late-Time Cosmic Acceleration, and the Cosmic Coincidence
晚期宇宙加速可能与宇宙巧合自然纠缠在一起-观察到在加速开始时真空能量密度分数几乎与物质密度分数一致。在这封信中,我们证明了在五维反德西特时空中的弗里德曼-拉马特-罗伯逊-沃克(FLRW)3-膜的宇宙学确实是这种情况。我们导出了FLRW 3-膜上的四维有效作用量,它有助于定义一个通用的约化公式,即$M_P^{2}=ρ_{b}/|Λ_5|$,其中$M_{P}$是有效普朗克质量,$Λ_5$是5维宇宙学常数,$ρ_b$是3-膜张力$V$和物质密度$ρ$之和.背景解的行为与基于4D有效势形式的结果一致。虽然$ρ_{b}$的变化范围受到很强的限制,但当宇宙学尺度上的比值$V/ρ\gtrsim {O} (10^2)$满足重整化牛顿常数$G_N = (8πM_P^2)^{-1}$随时间变化的大爆炸核合成界。根据目前的天体物理学和宇宙学观测,同样的界限导致了在晚期接近-1的有效状态方程。
2013-03-07 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Evidence for Cosmic Acceleration is Robust to Observed Correlations Between Type Ia Supernova Luminosity and Stellar Age
Ia型超新星(SNe Ia)是限制宇宙学模型的强大可分解的蜡烛,并提供了宇宙加速膨胀的第一个证据。它们的精确度来自于经验相关性,现在是从$>1000$ SNe Ia测量的,它们的光度,光变曲线形状,颜色以及最近与宿主星系的恒星质量之间的关系。由于质量与其他星系性质相关,替代参数已被研究,以提高超新星Ia的标准化,但没有被证明显着改变宇宙学参数的测定。我们重新检查最近的索赔,根据34个超新星在附近的被动宿主星系,0.05 mag/Gyr的标准化超新星Ia光度依赖于主机年龄,如果外推到更高的红移,将是一个偏差高达0.25 mag,挑战暗能量的推断。我们重新分析这个样本的主机使用原始的方法和贝叶斯分层模型,并发现后的不确定性更充分的会计的重要性,对年龄的依赖是$\leq2σ$和$\sim1σ$后,删除一个单一的采样差的SN Ia。为了验证在老恒星星族中看到的趋势可以应用于年轻的年龄,我们将我们的分析扩展到更大的样本,其中包括年轻的主机。我们发现剩余的主机年龄的依赖性(在所有标准化后,通常用于宇宙学测量)是一致的254超新星Ia从万神殿样本为零,排除了大,但低的显着性趋势,在被动主机。
2020-05-15 astro-ph.CO astro-ph.GA
Exploring the epoch of hydrogen reionization using FRBs
我们描述了三种利用快速射电暴(FRB)探测氢再电离时期的不同方法,并为高红移(z)处FRB的存在提供了论据。最简单的方法,观测,是确定最大的色散措施(DM $_{\rm max}$)的FRB的合奏,其中包括在再电离爆发。DM $_{\rm max}$提供了关于再电离的信息,就像CMB到汤姆逊散射的光学深度一样,如果DM $_{\rm max}$可以测量到优于500 $\mbox{pc cm}^{-3}$的精度,它有可能比普朗克的约束更精确。另一种方法是以$\sim10\%$精度测量z为6-10之间的约40个FRB的红移,以获得具有$\sim4\%$精度的4个不同z仓中的平均电子密度。这两种方法不需要知道FRB的光度函数和可能的红移演化。最后,我们表明,再电离的历史是反映在每单位DM的FRB的数量,给出一个注量有限的调查FRB,包括在再电离时代的爆发,我们表明使用消防模拟DM的贡献从FRB宿主星系$\&$ CGM在再电离时代是所观察到的DM的一小部分。第三种方法不需要红移信息,但需要FRB光度函数的知识。
2021-02-01 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE