A Multi-Fidelity Emulator for the Lyman-$α$ Forest Flux Power Spectrum
在这项工作中，我们扩展了我们最近开发的多保真度仿真技术的模拟莱曼- $α$森林通量功率谱。多保真度仿真允许使用许多便宜的低保真度仿真和一些昂贵的高保真仿真在宇宙学参数之间插值仿真输出。使用一个测试套件的小盒子（30兆秒/小时）的模拟，我们表明，多保真度仿真是能够很好地再现莱曼- $α$森林通量功率谱，达到平均精度相比，测试套件的$0.8\%$。我们进一步表明，它有一个大大增加的精度比单保真度仿真器，只使用高或低保真度的模拟。特别是，它允许现有的模拟套件扩展到更小的尺度和更高的红移。
2022-10-24 astro-ph.CO
Constraining the temperature-density relation of the intergalactic medium with the Lyman-$α$ and $β$ forests
星系际介质再电离后的热状态的特征在于温度和密度之间的幂律关系，其斜率由参数$γ$确定。我们描述了一种新的方法来测量$γ$在莱曼- $α$和$β$森林中使用的通量曲率的比率。在给定的红移下，这个曲率比包含了由莱曼- $α$和$β$吸收追踪的不同气体密度的信息。它是相对简单和快速计算，并出现对几个观测不确定性的鲁棒性。我们将这种技术应用到一个样本的27个高分辨率的类星体光谱从甚大望远镜。虽然有前途的统计误差$γ$似乎是可以实现的这些光谱，以达到其全部潜力，在前景莱曼- $α$森林的气体的热状态的曲率比的依赖性将需要进一步的，详细的正演模拟。
2015-11-07 astro-ph.CO
Weak lensing of the Lyman-alpha forest
类星体的角位置被前景物质的引力透镜效应偏转。因此，在这些类星体的光谱中看到的莱曼α森林也是透镜状的。我们建议，森林的弱引力透镜的签名可以测量使用类似的技术，已被应用于透镜宇宙微波背景，也已被提议应用于光谱数据从21厘米射电望远镜。与21厘米数据一样，森林具有光谱信息的优势，可能会产生许多不同红移的透镜“切片”。我们进行了一个说明性的理想化测试，生成一个高分辨率的角网格的类星体（弧分分离的顺序），并使用前景密度场在红移z = 2 - 3的莱曼-阿尔法森林光谱透镜。我们发现，标准的二次估计可以用来重建图像的前景质量分布在z~1。目前存在大量来自类星体和星系光谱调查的Lya森林数据，预计未来会有较小的视线分离。莱曼-α森林透镜效应对介于CMB透镜效应和星系切变效应之间的红移处的前景质量分布很敏感，避免了与后者相关的形状测量困难。随着质量重建技术的进一步完善和应用，高红移Lya森林的弱引力透镜可能成为一个有用的新宇宙学探测器。
2017-06-23 astro-ph.CO
The broadening of Lyman-alpha forest absorption lines
我们提供了一个分析描述的线增宽的HI吸收体在莱曼α森林多普勒展宽和金斯平滑。我们证明，我们的关系捕获的线宽列密度的依赖关系，在z~3模拟光谱中的窄线非常好。当底层密度结构更加复杂时，给定列密度下的宽线就会出现，而我们的模型无法捕捉到这种聚集。我们对谱线展宽的理解为研究星系际介质的热状态和确定吸收结构的大小开辟了新的途径。
2015-03-06 astro-ph.CO
The large-scale cross-correlation of Damped Lyman Alpha Systems with the Lyman Alpha Forest: First Measurements from BOSS
利用重子振荡光谱巡天（BOSS）第9次数据发布，我们首次测量了莱曼α森林吸收和阻尼莱曼α系统（DLA）的大尺度互相关。在40 Mpc/h的尺度上可以清楚地检测到互相关，并且与标准冷暗物质结构形成模型的线性理论预测很好地拟合，并具有预期的红移失真，证实了其起源于结构的引力演化。一旦从独立的莱曼α森林相关性测量已知莱曼α森林偏差因子，DLA-Lyman α互相关的幅度仅取决于一个自由参数，即DLA系统的偏差因子。我们测得DLA偏置因子为b_D =（2.17 +/- 0.20）beta_F^{0.22}，其中莱曼α森林红移失真参数beta_F预期大于1。该偏差因子意味着DLA的典型宿主晕质量比当前DLA模型中预期的大得多，并且如果DLA截面与晕质量按M_h^alpha缩放，则重现该偏差因子，其中对于beta_F=1，alpha= 1.1 +/- 0.1。要使观测到的DLA偏置因子和入射率相匹配，就需要原子气体在大质量晕中的扩展面积比目前星系形成模拟中预测的要大，在质量约为10^12太阳质量的主晕中，典型的DLA适当尺寸大于20 kpc。我们推断z ~ 2到3的典型星系被原子云系统所包围，这些原子云比星系的发光部分延伸得多，并且包含宿主晕中~ 10%的重子。
2012-12-02 astro-ph.CO
Effects of Lyman alpha scattering in the IGM on clustering statistics of Lyman alpha emitters
我们研究了观测到的恒星形成星系的莱曼α发射分数和大尺度结构之间的相关性，通过后处理快照的大型，高分辨率的流体动力学模拟与莱曼α辐射转移代码在红移z= 4，3，2。我们发现所观察到的分数与密度，密度梯度沿视线，速度和速度梯度沿视线的相关性，所有在同一数量级（百分之几十）。此外，与角动量的暗物质晕的相关性被检测到。与以前的研究相比，我们发现没有显着的变形的2点关联函数由于选择的影响，从辐射转移在IGM内的模拟量的有限的统计。
2013-06-04 astro-ph.CO
The visibility of Lyman Alpha Emitters during reionization
我们提出了第一个莱曼阿尔法Ehrman（LAE）的研究，结合：（一）宇宙SPH模拟运行使用GADGET-2，（二）辐射转移模拟（CRASH），和（iii）以前开发的LAE模型。这个完整的LAE模型占的内在LAE莱曼阿尔法/连续光度，尘埃富集和莱曼阿尔法传输通过星系际介质（IGM），量化的影响，再电离，尘埃和速度场的莱曼阿尔法和紫外光度函数（LF）。我们发现，一个模型忽略灰尘严重未能再现所观察到的莱曼阿尔法和紫外线LF的斜率或幅度。为了同时拟合观测到的UV和Lyman α LF，需要用成团尘埃来拟合，使得Lyman α到连续光谱的固有亮度被增强了f_α/f_c ~ 1.5（3.7），不包括（包括）特殊速度。包括速度场的较高值出现，因为LAE驻留在大的势阱中，并且流入减少了它们的莱曼α透射。这是第一次发现IGM的电离态和高红移星系内尘埃的聚集之间存在简并。在z ~ 5.7处的Lyman Alpha LF可以很好地被IGM平均中性氢分数范围（3.4/10^3 ~ 0.16）所重现（误差在5 sigma以内），前提是通过更电离的IGM的Lyman Alpha透射率的增加被来自星系的Lyman Alpha逃逸分数的减少所补偿，因为尘埃吸收。LAEs的物理特性，以及所采用的假设的讨论。
2010-02-04 astro-ph.CO
Cosmology from clustering of Lyman-alpha galaxies: breaking non-gravitational Lyman-alpha radiative transfer degeneracies using the bispectrum
莱曼α发射星系的大型巡天观测是一种新的测量高红移星系群成团的方法，其目的是确定宇宙学参数。然而，莱曼-α辐射转移效应可能会以模仿引力效应的方式修改观测到的LAE星系团簇，从而可能降低宇宙学约束的精度。例如，由于观测到的通量依赖于星系际介质速度梯度，线性红移空间畸变对LAE星系功率谱的影响可能退化为莱曼α辐射转移效应。在本文中，我们表明，三点函数（双谱）可以区分引力和非引力效应，从而打破这些简并，使之有可能从LAE星系调查恢复宇宙学参数。对角直径距离和哈勃膨胀率的约束也可以通过结合功率谱和双谱测量来改善。
2012-12-05 astro-ph.CO
Probing Time-Dependent Dark Energy with the Flux Power Spectrum of the Lyman $α$ Forest
我们提出了新的模拟的通量功率谱的莱曼$α$森林作为一种手段，调查的影响，随时间变化的暗能量的结构形成。我们使用线性化的参数化的时间依赖性的暗能量状态方程和采样的参数（$w_0,w_a$）从允许的观测值的极值确定的普朗克结果。每个选定的（$w_0,w_a$）对，然后在一个高分辨率，大规模的宇宙学模拟运行与修改版本的公开可用的SPH代码{ \tt GADGET-2}。从这些模拟中的每一个，我们提取合成莱曼$α$森林光谱和计算的通量功率谱。我们使用k样本Anderson-Darling检验来分析暗能量对Lyman $α$森林的影响。我们比较每个暗能量功率谱，由于一个宇宙学常数功率谱。然而，我们发现，只有一个边际效应的选择允许的暗能量模型上的通量功率谱。
2018-12-07 astro-ph.CO
Empirical Estimate of Lyman-alpha Escape Fraction in a Statistical Sample of Lyman-alpha Emitters
莱曼α复合线是研究星系演化和现代观测宇宙学的基本工具。然而，随后的解释仍然容易出现一些不确定性。除了数值研究外，我们还迫切需要实验数据来更好地理解Lya逃逸过程。为了校准高红移的莱曼α观测，我们在z ~ 0 - 0.3星系的统计显著样本中经验地估计莱曼α逃逸分数fesc（Lya）。一个光学光谱的后续行动的子样本的24莱曼α发射器（LAEs）检测GALEX在z ~ 0.2-0.3，结合紫外光学样本的本地星爆，都与匹配的光圈，使我们能够量化的尘埃消光通过巴耳末线，并估计莱曼α逃逸分数从H α通量校正消光的重组理论的框架。莱曼-α辐射的全球逃逸分数几乎涵盖了整个数值范围，从0.5%到100%，fesc（Lya）随着星云尘埃消光E（B-V）的增加而明显减小。几个天体的fesc（Lya）大于fesc（continuum），这可能是天体物理学或非球面物理学的观测证据。在z ~ 0.2-0.3 LAEs和局部星爆之间，选择偏差和孔径大小效应可能仍然占主导地位，这可以解释观察到的fesc（Lya）的差异。
2009-09-15 astro-ph.CO
The Lyman-alpha Forest as a tool for disentangling non-Gaussianities
对原始非高斯性的探测将为我们提供暴胀物理学的前所未有的细节。随着观测探测器正在探索暴胀景观的新扩展，区分和理清f_NL之外的各种非高斯性的影响至关重要。在这项工作中，我们计算的非高斯参数的f_NL和g_NL，对莱曼α森林通量测量的影响。我们给出了由f_NL和g_NL引起的偏差的表达式，它可以从透射光通量的精确测量中推导出来。我们展示了如何通过通量变换来清晰地解开这两种效应，这也可以检查错误。
2014-10-15 astro-ph.CO
Forecasting the Detection of Lyman-Alpha Forest Weak Lensing from the Dark Energy Spectroscopic Instrument and Other Future Surveys
本研究将莱曼-α森林弱引力透镜方法扩展至更低源密度，基于DESI巡天模拟数据评估透镜估计器性能，发现完整DESI数据可实现信噪比约4的探测，未来更大数据集有望实现信噪比大于10的探测。
2025-01-28 astro-ph.CO
Lyman-alpha Emitters in Cosmological Simulations I: Lyman-alpha Escape Fraction and Statistical Properties at z=3.1
我们使用非常大的宇宙学光滑粒子流体动力学模拟研究高红移莱曼α发射体（LAEs）的性质。我们在一侧100 h^-1 Mpc的宇宙学体积中识别出z=3.1的恒星形成星系。我们发展了一个现象学模型的吸收，散射和逃逸的莱曼α光子的假设下，星系中的星际介质的团块与较大规模的子结构丰富。诺伊菲尔德（Neufeld，1991）提出的辐射转移效应允许大部分莱曼-α光子从一个cloudian星系逃逸，即使它包含大量的尘埃。我们的模型再现，为第一次，所有以下观察到的性质LAEs在z=3.1：角关联函数，紫外和莱曼α光度函数，和等效宽度分布。一个只考虑尘埃吸收的简单模型无法与观测数据相匹配，这表明我们所考虑的那种效应是必要的。我们的模型还预测了一个双峰年龄分布LAEs。有古老的，巨大的和尘土飞扬的LAEs，类似于最近发现的高红移LAEs。大的LAE具有f_esc ~ 0.05-0.1的莱曼α光子的逃逸分数。
2011-02-23 astro-ph.CO
Machine Learning Techniques for Astrophysics and Cosmology: Lyman-$α$ forest
Institut de Física d’Altes Energies (IFAE), The Barcelona Institute of Science and Technology（高能物理研究所（IFAE），巴塞罗那科学与技术研究院）
本文探讨了机器学习技术在分析里曼-α森林中的应用，重点在于克服传统方法的计算和方法学限制，通过自动化特征提取、改进恒星连续谱重建、加速流体动力学模拟仿真以及开发基于模拟的分析方法，推动宇宙学研究的发展。
2026-05-21 astro-ph.CO
Response approach to the squeezed-limit bispectrum: application to the correlation of quasar and Lyman-$α$ forest power spectrum
由非线性引力演化和暴胀物理产生的压缩极限双谱测量了三个波数的相关性，其中一个波数远小于其他两个波数。由于压缩极限双谱编码了大尺度波动对小尺度功率谱的影响，因此可以理解为小尺度功率谱如何“响应”大尺度波动。这样，即使在不进行微扰处理的情况下，也可以用响应法计算压缩极限双谱。为了说明这一点，我们将这种方法应用到大尺度类星体密度场和小尺度Lyman- $α$森林通量功率谱之间的互相关。特别是，使用单独的宇宙模拟实现的大尺度密度，速度梯度，和原始功率谱振幅的变化，我们测量如何莱曼- $α$森林通量功率谱响应本地，长波长类星体的过密度，相当于他们的压缩极限双谱。我们执行Fisher预测的能力，未来的实验，以约束当地的非高斯性使用的类星体的双谱和莱曼- $α$森林。结合类星体和$α$森林功率谱来约束偏差，我们发现对于DESI，期望的$1-σ$约束是${\rm err}[f_{\rm NL}]\sim60$ . DESI通过该通道测量$f_{\rm NL}$的能力主要受到Lyman- $α$森林通量功率谱的混叠和仪器噪声的限制。响应方法和分离论域模拟的结合提供了一种新的技术来探索不同观测量之间的压缩极限双谱的约束。
2017-06-05 astro-ph.CO
Probing Large Scale Ionizing Background Fluctuation with Lyman $α$ Forest and Galaxy Cross-correlation at z=2.4
在大尺度上，总银河系紫外背景（UVB）的振幅受两个因素的影响。首先，由于中性星系际介质的吸收，它在比UVB光子的平均自由程大的尺度上自然衰减。第二，宇宙中存在着离散的、稀有的电离源，它们发射出UVB光子，从而增强了局部的UVB振幅。因此，对于像Lyman- $α$森林谱这样对UVB振幅敏感的宇宙学探测器来说，电离源成簇引起的涨落是影响Lyman- $α$通量传输的重要因素，并在这些大尺度下的Lyman- $α$通量功率谱上留下印记。在这项工作中，我们利用的辐射转移模型，参数化的UVB源分布的偏置$b_{\rm j}$和散粒噪声$\overline{n}_{\rm j}$。以DESI Lyman-$α$森林巡天和罗马空间望远镜发射线星系巡天为例，通过Lyman- $α$森林巡天和星系巡天的互相关估计了该模型的约束条件。我们显示了检测灵敏度的改善UVB参数从不相交的DESI+罗马调查策略的最大重叠。我们还表明，两个电离源参数的简并可以打破通过增加重叠的调查面积。我们的研究结果激励调查策略更致力于探测UVB的大规模波动。
2023-01-18 astro-ph.CO
Intensity Mapping with the 21-cm and Lyman Alpha Lines
21厘米和莱曼阿尔法线是氢光谱两端的主要发射线。每条线可用于创建大尺度结构的三维强度图。在低红移时，由于莱曼α辐射，天空亮度估计为0.4焦耳/球面度，比黄道光前景更亮。
2012-06-01 astro-ph.CO
Small-scale structure and the Lyman-$α$ forest baryon acoustic oscillation feature
莱曼- $α$森林中的重子声学振荡（BAO）特征是在红移z~2.5时宇宙膨胀率的关键探测之一，而这一时间远在暗能量被认为具有动力学意义之前。BAO作为标准标尺的一个关键优势是它是一个尖锐的特征，因此比其他宇宙学探测器更能抵抗宽带系统效应。然而，如果莱曼- $α$森林传输对重子相对于暗物质的初始流动速度敏感，那么BAO峰位置可以移动。在这里，我们研究这种敏感性，使用一套流体动力学模拟的小区域的星系际介质的范围内的盒子大小和物理假设;每个模拟从运动解耦时期（z~1059）的初始条件开始，经历从中性气体到再电离时的电离气体热演化的离散变化（z~8），最后处理成$α$森林透射通量立方体。流动速度抑制小尺度结构，导致再电离后较不剧烈的弛豫。在低红移处，由于电离相的温度演化是收敛的，气体分布和温度-密度关系的变化更为微妙。在BAO规模的变化估计为0.12%的顺序在z=2.5，一些主要的不确定性和未来的改进途径进行了讨论。对于即将进行的DESI Lyman- $α$森林调查，预测的流速度变化将是次显性但不可忽略的影响（$0.26σ$级），并且超过宇宙方差下限。希望这项研究将激励更多的理论工作的幅度的BAO转变，无论是在莱曼- $α$森林和其他示踪剂的大尺度结构。
2017-10-31 astro-ph.CO
The large-scale Quasar-Lyman α Forest Cross-Correlation from BOSS
利用重子振荡光谱巡天（BOSS）第9次数据发布（DR 9）中的60000个类星体光谱，测量了类星体在红移空间中与莱曼α森林吸收的大尺度互相关.在很宽的尺度范围内检测到互相关，高达80 Mpc/h的共动分离r。当r > 15 Mpc/h时，我们证明了标准ΛCDM模型中类星体主晕周围的平均过密度的互相关与线性理论预测很好地拟合，并且在高置信度下检测到了指示引力演化的红移畸变。利用之前从莱曼α自相关得到的莱曼α森林偏差因子的测定结果，我们推断类星体的偏差因子在平均红移z=2.38时为b_q = 3.64^+0.13_-0.15，与之前从类星体自相关得到的测量结果一致。我们还得到了莱曼α森林红移畸变因子的一个新估计，β F = 1.1 +/-0.15，比莱曼α森林自相关测量值稍大，但与之一致。我们使用的简单线性模型在分离度r < 15 Mpc/h时失效，我们表明这可能是由于类星体辐射引起的电离增强所致。我们还提供了预期的修正，类星体周围的质量过密度意味着从视线邻近效应的电离辐射背景的测量。
2013-09-02 astro-ph.CO
Bayesian methods for fitting Baryon Acoustic Oscillations in the Lyman-$α$ forest
研究并比较了Lyman- $α$（Ly $α$）森林三维关联函数的拟合方法。我们使用嵌套采样PolyChord和社区代码picca进行贝叶斯分析，我们与以前的频率分析比较。通过研究合成的关联函数，我们发现，频率的轮廓可能性产生的结果与一个完整的贝叶斯分析。另一方面，不确定性的高斯近似的极大似然估计对于当前的数据集是不够的。我们计算的第一次完整的后验分布从Ly $α$森林关联函数测量的扩展重子振荡光谱调查（eBOSS）。我们强调了通过扩展基线分析对全后验分布进行采样的好处，以更好地了解阻尼赖氨酸$α$系统（DLAs）的污染。我们将我们的改进和结果作为picca包的一部分公开。
2020-07-27 astro-ph.CO
Noise Estimates for Measurements of Weak Lensing from the Lyman-alpha Forest
我们提出了一种方法来测量弱透镜使用莱曼α森林。在这里，我们估计的噪声预期在弱透镜映射和功率谱不同的观测参数。我们发现，调查的规模和质量正在做的今天和计划的未来将能够测量的透镜功率谱在源红移z~2.5的高精度，甚至能够成像的前景物质的分布度尺度上的高保真度。例如，我们预测，从暗能量光谱仪器调查莱曼α森林透镜测量应产生的质量波动幅度的统计误差为1.5%。通过将红移范围分成多个仓，一些层析成像透镜信息也应该是可访问的。这将允许在比星系切变巡天更高的红移下进行宇宙透镜测量，并相应地更好地约束相对早期的暗能量演化。
2017-06-27 astro-ph.CO
A Lyman Alpha Galaxy at Redshift z=6.944 in the COSMOS Field
莱曼α发射星系可以用来研究宇宙学的再电离，因为中性的星系际介质将莱曼α光子散射成漫射晕，其表面亮度低于典型的巡天探测极限。在这里，我们提出了莱曼α发射星系LAE J095950.99 + 021219.1，确定在红移z = 6.944的COSMOS领域使用窄带成像和后续光谱仪上的麦哲伦I巴德望远镜的IMACS仪器。到目前为止，通过光谱确认了一个单一的物体，我们的调查仍然与红移7的IGM中性分数的大范围一致，但计划进行进一步的观察，这将有助于澄清情况。同时，我们在这里介绍的对象只是第三个Lyman-alpha选择星系被光谱确认在红移7，是2 - 3倍，比以前确认的红移7 Lyman alpha星系暗。
2012-05-14 astro-ph.CO
Searching for Parity Violation in SDSS DR16 Lyman-α Forest Data
本文利用SDSS DR16莱曼-α森林数据，通过四点相关函数检验统计宇称不变性，重点处理协方差矩阵估计问题，最终未发现宇称破坏证据。
2024-10-17 astro-ph.CO
Baryon Acoustic Oscillations in the Lyman Alpha Forest
我们利用流体动力学宇宙学模拟方法，在一个体积为600 Mpc ^3的星系际介质中研究了莱曼α森林（LAF）吸收探测的星系际介质中重子声学振荡（BAO）的可观测性。BAO模式的波长（~150 Mpc）和LAF吸收体的尺寸（~100 kpc）之间的大尺度分离使得这是一个数值上具有挑战性的问题。我们报告了几个2048^3模拟的LAF使用ENZO代码。我们采用WMAP 5协和宇宙学参数和包含BAO扰动的功率谱。随机生成5000个穿透盒面的合成HI吸收线光谱。我们计算了相距甚远的两个粒子对之间的交叉关联函数.我们在z=3处检测到BAO信号，其中理论预测中等统计显著性。
2009-08-06 astro-ph.CO
Understanding the redshift evolution of the luminosity functions of Lyman-alpha emitters
本文提出了一个恒星形成的半解析模型，它同时解释了观测到的高红移Lyman break星系（LBG）的紫外光度函数和Lyman α发射体的光度函数。我们认为这两个模型，使用Press-Schechter（PS）和Sheth-Tormen（ST）晕质量函数来计算暗物质晕的丰度。在z < 4时的Lyman-alpha光度函数很好地再现，只有<10%的LBG发射的Lyman-alpha线的剩余等效宽度大于窄带巡天的极限等效宽度。然而，只有当我们假设几乎所有的LBG都是莱曼α发射体时，才能重现z > 5时观察到的光度函数。因此，4 < z < 5似乎标志着高红移星系的物理性质发生明显变化的时代。由于莱曼-α逃逸依赖于星际介质（ISM）的尘埃和气体运动学，这可能意味着平均而言，z > 5的ISM可能更少尘埃，更多的clusional，并具有更复杂的速度场。所有这些都将使莱曼α光子更容易逃逸。在z > 5时，观测到的Lyman α光度函数与晕质量函数的演化以及高红移星系物理性质的微小演化很好地再现。特别是，高达z = 6.5，我们没有看到从这些星系的莱曼α逃逸星系际介质（IGM）不透明度的影响。
2009-06-12 astro-ph.CO
One-dimensional power spectrum from first DESI Lyman-α forest
本文利用DESI首批类星体光谱数据，通过快速傅里叶变换估计器测量一维莱曼α森林功率谱，并处理仪器污染与系统误差，为约束原初功率谱、中微子质量和暗物质性质奠定基础。
2024-05-06 astro-ph.CO
The Lyman-alpha forest in f(R) modified gravity
在这项工作中，我们分析了Lyman- $α$森林在宇宙学流体动力学模拟的变色龙型f（R）引力的目标，以评估这种模型的影响是否是可检测的吸收线统计。我们进行了一组流体动力学模拟与宇宙学模拟程序MG-GADGET，包括恒星形成和冷却的影响，并创建合成莱曼- $α$吸收光谱的模拟输出。我们统计比较模拟与f（R）和普通的广义相对论，侧重于通量概率分布函数（PDF）和通量功率谱，列密度和线宽分布的分析，以及物质功率谱。我们发现f（R）引力对Lyman- $α$森林的影响相当小.即使是对引力有很强修正的模型，如$|\bar{f}_{R0}| = 10^{-4}$，对莱曼- $α$统计性质的改变也不会超过10%。列密度和线宽分布几乎不受影响。因此，不可能使用当前的观测数据获得背景场$f_R$的竞争约束。为了在未来实现这一点，需要对观测中的系统学有更好的理解，并对重子/辐射物理学进行更精确的建模。我们的结果中f（R）对物质功率谱的影响与以前的工作是一致的。
2014-11-10 astro-ph.CO
Sizing up Lyman-alpha and Lyman Break Galaxies
我们发现，高红移星系的人口增长更明亮，因为他们的线性尺寸的增长。这是因为单位面积的亮度有一个明显的上限，这是由于恒星形成的自我调节性质。作为一个推论，我们表明，观测到的莱曼Break Galerkin（L*）的特征光度随时间的增加可以解释为它们的大小的增加，其比例为1/H（z）。相比之下，莱曼α选择星系有一个特征，恒定的，小的尺寸在红移z=2.25和6.5之间。再加上一个特征表面亮度，这可以解释他们的非演变的紫外连续光度函数。这种紧凑的物理尺寸似乎是一个星系是否会显示莱曼α发射的关键决定因素。我们的这些结论是基于新的尺寸测量的样本约170莱曼α选定星系与哈勃太空望远镜宽带成像，在红移范围2.25 < z < 6。我们结合这些与一个类似数量的莱曼α选定的星系从文献中的半光半径，并得出表面亮度为整个组合样本。
2011-06-14 astro-ph.CO
A Lyman alpha halo around a quasar at redshift z=6.4
我们目前的长缝光谱数据，揭示了扩展莱曼α发射周围z=6.417射电宁静类星体CFHQS J2329-0301。莱曼α辐射延伸超过15 kpc，亮度> 8 x 10^36 W，与已知最明亮的莱曼α晕相当。发射具有复杂的运动学，部分原因是前景吸收，只覆盖了扩展星云的一部分。速度范围从-500 km/s到+500 km/s，其中一个峰值非常接近类星体的广泛MgII发射所确定的系统速度。没有证据表明晕圈气体的流入或流出。我们推测莱曼α发射机制是类星体光电离高质量暗物质晕内气体后的复合。巨大的莱曼α光度表明，与典型的射电宁静类星体相比，在较低的红移下，冷气体的覆盖因子更高。
2011-09-19 astro-ph.CO
Simulating the effect of high column density absorbers on the one-dimensional Lyman-alpha forest flux power spectrum
我们测量的效果，高柱密度吸收系统的中性氢（HI）的一维（1D）莱曼α森林通量功率谱使用宇宙流体动力学模拟从Illustris项目。高柱密度吸收体（我们定义为具有HI柱密度$N(\mathrm{HI}) > 1.6 \times 10^{17}\,\mathrm{atoms}\,\mathrm{cm}^{-2}$的吸收体）导致具有特征阻尼翼的加宽吸收线。这些阻尼翼通过使类星体光谱中的吸收远离吸收体本身的位置来使1D莱曼-阿尔法森林通量功率谱发生偏差。我们调查的影响，高柱密度吸收莱曼α森林使用流体动力学模拟的第一次。我们提供模板作为柱密度和红移的函数，允许灵活地精确建模残留污染，即，如果分析选择性地剪掉最大阻尼的机翼。这种灵活性将改善宇宙学参数估计，例如，允许更精确地测量功率谱的形状，并对包含大质量中微子的宇宙学模型或光谱指数的运行产生影响。我们提供拟合函数来重现这些结果，以便它们可以直接纳入数据分析管道。
2018-01-09 astro-ph.CO
Gravitational Lensing as Signal and Noise in Lyman-alpha Forest Measurements
在莱曼α森林测量中，通常假设类星体只是与森林不相关的背景光源。类星体的引力透镜违背了这一假设。这种效应会导致测量偏差，但更有趣的是，它提供了一个有价值的信号。透镜信号可以通过将类星体幅度与通量功率谱和通量减量相关联来提取。这些相关性将是具有挑战性的测量，但它们的检测提供了一个直接的措施，如何在莱曼α森林跟踪潜在的质量密度场的功能。观测它们将检验一个基本假设，即森林中的波动主要是由质量波动驱动的，而不是电离背景、氦再电离或风。我们讨论了如何从其他来源的这种相关性，包括灰尘，连续和背景残差的透镜信号解开。透镜效应引起的测量偏差来自于样本选择：人们优先收集过密区域后面的放大类星体的光谱。对于通量功率谱、光学厚度和通量概率分布，该测量偏差为~0.1-1%。由于这种效应是系统性的，因此，对通量功率谱的振幅等跨尺度平均值的解释应谨慎。
2010-10-05 astro-ph.CO
Weak Lensing Measurements from the Lyman-$α$ Forest
Physics Department, Brookhaven National Laboratory（布鲁克海文国家实验室物理系）
利用DESI和BOSS数据构建二次估计量投影到偏折模板，测量莱曼-$\alpha$ 森林弱透镜振幅，结果为 $A_L=0.62\pm0.33$，与预测和无透镜均一致。
2026-09-30 astro-ph.CO
Sample variance and Lyman-alpha forest transmission statistics
我们比较了观测到的概率分布函数的传输在\HI \莱曼α森林，测量UVES '大计划'样本在红移z=[2，2.5，3]，从GIMIC宇宙学模拟的结果。我们的测量值的平均传输和PDF是在良好的协议与公布的结果。从高分辨率数据测量的统计数据的误差通常是估计使用引导或刀切重新分配技术后，分裂成块的光谱。我们证明，这些方法往往会低估样本方差，除非块的大小是比通常的情况下大得多。因此，我们从模拟中估计样本方差。我们的结论是，观察到的和模拟的传输统计是在很好的协议，特别是，我们不需要的温度-密度关系被“倒置”。
2012-09-23 astro-ph.CO
Modelling the fraction of Lyman Break Galaxies with strong Lyman alpha emission at 5 < z < 7
我们提出了理论结果的预期分数的莱曼Break镓（LBG）被检测为强莱曼α发射体（LAEs）的红移范围5 < z < 7。我们的分析基于20亿粒子SPH模拟MareNostrum High-z宇宙。我们近似的静态尘埃板的星系与一个额外的cluerous尘埃分布影响恒星星族年龄小于25百万年。莱曼α逃逸分数的模型是基于我们的蒙特卡罗辐射转移代码（MATERA）的平板配置的结果。我们还固定通过星系际介质的莱曼α光子的传输到一个恒定的值为50%，在所有的红移。根据该模型的结果，我们计算xLya，即莱曼α等效宽度（EW）大于50埃的莱曼破裂Galerkin的分数。我们发现在4.5 < z < 6时与观测数据非常一致。对于明亮的（-22 < MUV < -20.5）和暗淡的（-20.5 < MUV < -18.5）星系，我们的模型预测xLya = 0.02 \pm 0.01和xLya = 0.47 \pm 0.01，而观测者报告xLya = 0.08 \pm 0.02和xLya = 0.47 \pm 0.16分别。在红移z \sim 7处的消光模型的附加演化，将透射的莱曼α辐射的强度降低了f_T = 0.4的因子，以匹配z \sim 6.5处的LAE光度函数，自然地为最近报道的z > 6.3处的xLya分数提供了良好的匹配。探索不同的玩具模型的莱曼α逃逸分数，我们表明，随着紫外线星系光度的增加…
2011-09-01 astro-ph.CO
The Line Polarization Within a Giant Lyman-alpha Nebula
最近的理论研究表明，莱曼α星云可以在莱曼α发射线上被充分极化，这取决于其几何形状、运动学和动力机制。因此，极化观测可以提供一个有用的约束在这些系统中的电离源。在这封信中，我们提出了第一个莱曼α偏振测量的巨大莱曼α星云在z~2.656。我们没有检测到莱曼α发射的任何显著的线性偏振：在单个大孔径内，P_{Lyman-alpha} =2.6+/-2.8%（校正统计偏差）。目前的数据也没有显示出一些理论模型预测的径向极化梯度的证据。这些结果排除了单个散射的莱曼-α（例如，从附近的活动星系核），并可能不符合一些模型的后向散射在一个球形外流。然而，视宁度、减小的信噪比和径向仓内的角度平均的影响使得难以对径向偏振分布施加强约束。目前的限制可能与高密度外流模型，球对称的下落模型，星云或附近AGN内恒星形成的光电离，共振散射或非球对称冷吸积（即，沿着细丝）。更高的信噪比数据探测到更高的空间分辨率将使我们能够利用偏振观测的全部诊断能力来区分巨大莱曼α星云的理论模型。
2011-02-18 astro-ph.CO
The Dynamical Masses, Densities, and Star Formation Scaling Relations of Lyman Alpha Galaxies
我们提出了第一个动力学质量测量莱曼α星系在高红移，基于速度色散测量从静止帧光发射线和大小测量从HST成像，从四个调查的9个星系的样本。这些测量使我们能够在星系标度关系的背景下研究莱曼α星系的性质。由此产生的动力学质量范围从1 e9到1 e10太阳质量。我们还将恒星星族模型拟合到我们的样本中，并使用它们来绘制恒星质量与线宽关系的莱曼α样本。总的来说，莱曼α星系很好地遵循了在较低红移下观测恒星形成星系所建立的标度关系（不考虑莱曼α发射），尽管在1/3的莱曼α星系中，较低质量的拟合也是可以接受的。在所有情况下，动力学质量符合已建立的恒星质量线宽关系。使用动态质量作为气体质量的上限，我们表明，莱曼阿尔法星系类似星爆（而不是“正常”的星系）的气体质量表面密度和恒星形成活动之间的关系，尽管相对温和的恒星形成率。最后，我们研究了这些星系的质量密度，并表明它们未来的演化可能需要耗散（“湿”）合并。简而言之，我们发现莱曼阿尔法星系是大星爆的低质量表亲。
2013-01-14 astro-ph.CO
Lyman-alpha Forest Tomography of the z>2 Cosmic Web
氢Ly $α$森林是$z>2$宇宙的重要探测器，否则用星系红移测量观测是具有挑战性的，但这种技术传统上仅限于明亮类星体前的一维研究。然而，通过使用8- 10米的大型望远镜推到微弱的星等（$g>23$），就有可能利用高红移恒星形成星系的高面积密度来创建前景中大尺度结构的3D断层摄影图。我描述了使用这种技术的第一个试点观测，以及讨论未来的调查和由此产生的星系演化和宇宙学的科学可能性。
2014-10-21 astro-ph.CO
Predictions for BAO distance estimates from the cross-correlation of the Lyman-alpha forest and redshifted 21-cm emission
本文研究了利用莱曼α森林和红移21厘米辐射的互相关探测重子声学振荡（BAO）的可能性。标准的Fisher矩阵形式主义是用来确定的准确性，它将有可能使用这个信号来测量宇宙学距离。早期的预测表明，将有可能在z=2.5处从BOSS莱曼-α森林自相关测量具有1.9%准确度的膨胀因子D_V。在本文中，我们调查，如果它是可能的，以提高精度使用互相关。我们使用一个简单的参数化的莱曼α森林调查，非常松散地匹配BOSS的一些属性，并预测三角洲D_V/D_V = 2.0%的自相关在z=2.5。对于红移的21厘米观测，我们考虑分布尺寸为2 m * 2 m的单个天线，以便对250 m内的基线进行均匀采样。假设观测范围z=2到3，覆盖BOSS的10，000 deg^2天空覆盖范围。我们发现，对于2年的观察与阵列的2,000个天线，互相关是1.7倍以上的灵敏度比莱曼α森林自相关。如果我们有4,000个天线和4年的观测，互相关的灵敏度是自相关的2.7倍。总之，我们发现，它是可能的，以显着增加的距离估计的准确性，通过考虑互相关信号。
2013-08-12 astro-ph.CO
Minimally Parametric Constraints on the Primordial Power Spectrum from Lyman-alpha
目前对莱曼α森林的分析假设密度扰动的原始功率谱服从一个简单的幂律，这是一个强有力的理论假设，应该加以检验。采用一套大的数值模拟，放弃这一假设，我们重建的形状的原始功率谱使用莱曼α数据从斯隆数字巡天（SDSS）。我们的方法将最小参数框架与交叉验证相结合，这是一种用于避免过度拟合数据的技术。未来的工作将涉及对即将到来的重子振荡巡天（BOSS）的预测，这将提供新的莱曼α数据，大大减少统计误差。
2010-05-21 astro-ph.CO
Modeling the Lyman-alpha Forest in Collisionless Simulations
宇宙流体动力学模拟可以准确地预测星系际介质的性质，但必须在保持高空间分辨率的条件下，以解决密度波动的星系际介质（IGM）。这种分辨率限制禁止模拟大体积，例如BOSS和未来调查（如DESI和4 MOST）探测的体积。为了克服这一限制，我们提出了迭代匹配统计（IMS），一种新的方法来准确地模拟莱曼α森林与无碰撞N体模拟，其中相关的密度波动是未解决的。我们使用一个小盒子，高分辨率的流体动力学模拟获得的概率分布函数（PDF）和功率谱的实空间莱曼α森林通量。这两个统计迭代映射到一个伪通量场的N体模拟，我们从物质密度构造。我们证明，我们的方法可以完美地再现视线可观的，如PDF和功率谱，并准确地再现三维通量功率谱（5-20%）。我们量化了常用的高斯平滑技术的性能，并表明它具有显着较低的准确性（20-80%），特别是对于N体模拟与可实现的平均粒子间的分离，在大容量的模拟。此外，我们表明，IMS产生合理和平滑的光谱，使其成为一个强大的工具，在大型宇宙学卷的IGM建模和生产逼真的“模拟”天空莱曼α森林调查。
2016-02-25 astro-ph.CO
Generating mock data sets for large-scale Lyman-α forest correlation measurements
对高红移类星体的大量光谱观测产生了大量相关的莱曼α吸收光谱，这些光谱可以用来测量大尺度结构。需要对这些勘测进行模拟，以准确地解释相关性的测量结果并校正系统误差。提出了一种有效的生成莱曼α森林调查模拟实现的方法，该方法只在调查源的视线上生成一个场，而不必在整个三维调查体积上生成场。该方法可以被校准，以重现的功率谱和一点分布函数的透射通量的分数，以及这些量的红移的演变，并且很容易用于建模任何调查系统的影响。我们提出了一个例子，这些模拟调查是如何应用到预测的测量误差，在一个调查与类似的参数在SDSS-III的BOSS类星体调查。
2011-12-08 astro-ph.CO
Large-scale 3D mapping of the intergalactic medium using the Lyman Alpha Forest
用莱曼α森林可以绘制出红移为2-4的宇宙大尺度结构图，它是对低红移星系巡天的补充。我们应用Caucci等人的Wiener插值方法，从宇宙流体动力学模拟中获得的Lyman-alpha森林光谱集构建三维地图。我们模仿一些当前和未来的类星体红移调查（BOSS，eBOSS和MS-DESI）通过选择类似的视线密度。我们使用这些适当的子集的莱曼-α吸收视线重建完整的三维莱曼-α通量场，并执行真实和重建的字段之间的比较。我们用自相关和互相关分析、切片图、局部峰值和逐点散射研究了星系际介质（IGM）图的全局统计性质。我们发现IGM的密度场和统计性质都得到了很好的恢复，从而得到的IGM图可以被有意义地认为是代表了与Caucci等人一致的大尺度宇宙图，在更大的规模和更稀疏的视线比以前测试。从数量上讲，对于与当前和近期观测相当的视线参数，在尺度> 30 h^-1 Mpc时，真实场和重建场之间的相关系数r > 0.9。映射的属性对所使用的协方差矩阵的精确形式相对不敏感。最终的BOSS类星体莱曼α森林样本将允许在红移1.9 ~ 2.3之间、体积约为15 h^-3 Gpc^3、分辨率约为30 h^-1 Mpc的区域内绘制出地图。
2016-02-04 astro-ph.CO
Constraining the second half of reionization with the Lyman-$β$ forest
我们提出了一个分析的演变莱曼系列森林到时代的再电离宇宙学辐射转移模拟的情况下，再电离结束晚。我们探讨模型与不同的中点的再电离和气体温度。我们发现，一旦模拟已被校准，以匹配观测到的莱曼- $α$森林在$4 < z < 6$的平均通量，他们也自然地再现分布的有效光学深度的莱曼- $β$森林在这个红移范围。我们注意到，最难匹配的最大光学深度的尾部对应于ULAS J 0148 +0600的长吸收谷，我们之前在模拟中已经证明了这一点。我们认为，莱曼系列森林的发展到更高的红移，并表明，未来的观测莱曼- $β$森林在$z>6$将区分不同的再电离历史。Lyman- $α$和Lyman- $γ$森林的演化作为将再电离研究推向更高红移的工具，分别由于更强的饱和度和前景污染而不太有希望。
2020-06-29 astro-ph.CO astro-ph.GA
The Effect of Interstellar Absorption on Measurements of the Baryon Acoustic Peak in the Lyman-α Forest
近年来，人们利用氢Lyman-α森林的自相关性，利用BOSS巡天的数万条类星体谱，观测到了红移2 < z < 3.5的重子声峰。然而，银河系的星际介质会将吸收线引入任何河外源的光谱中。这些谱线虽然很弱，在单一BOSS光谱中无法检测到，但可能会使宇宙学信号产生偏差。为了检验这一点，我们通过叠加超过一百万个星系和类星体的光谱来生成吸收线图。我们发现，系统介绍太小，影响目前的重子声学峰值的准确性，但可能是相关的未来调查，如暗能量光谱仪（DESI）。我们概述了一种方法来解释这与未来的数据集。
2017-08-17 astro-ph.CO
First measurement of the correlation between cosmic voids and the Lyman-$α$ forest
IRFU, CEA, Université Paris-Saclay（IRFU, 法国原子能和替代能源委员会, 巴黎萨克雷大学）；Université Clermont-Auvergne, CNRS, LPCA（克莱蒙奥弗涅大学, 法国国家科学研究中心, LPCA）；Aix Marseille Univ, CNRS/IN2P3, CPPM（艾克斯-马赛大学, 法国国家科学研究中心/法国粒子物理研究所, CPPM）；Lawrence Berkeley National Laboratory（劳伦斯伯克利国家实验室）；University Observatory, Faculty of Physics, Ludwig-Maximilians-Universität München（慕尼黑大学物理学院天文台）
本研究首次利用Lyα森林数据测量宇宙空洞周围的大尺度物质流动，并通过线性RSD模型确定了β参数，揭示了高红移下宇宙结构增长的特征。
2026-02-11 astro-ph.CO
Hubble Space Telescope Imaging of Lyman Alpha Emission at z=4.4
我们提出了最高的红移检测解决莱曼α发射，使用哈勃太空望远镜/ACS F658 N窄带成像数据并行采取的宽视场相机3早期发布的科学计划在良好的CDF-S。我们检测到莱曼α发射光谱证实z = 4.4莱曼α发射星系（LAEs），超过一倍的样品LAEs解决莱曼α发射。通过比较静止标架紫外连续谱和窄带图像的光强分布，研究了高红移下莱曼α光子的逃逸。虽然我们的数据不支持莱曼α和静止帧紫外线（UV）连续辐射之间的位置偏移，在两个三个星系的半光半径显着大于莱曼α比静止帧紫外线连续。当比较两个波段中所有对象的堆栈中的对象大小时，可以确认此结果。此外，HST探测到的窄带通量明显小于地面类似滤波器的观测结果。这些结果共同意味着莱曼α辐射并不严格局限于其本土的恒星形成区域。相反，莱曼α辐射更广泛，与失踪的HST通量可能存在于一个弥漫的外晕。这表明，在高红移LAEs的莱曼α光子的辐射转移是复杂的，与星际介质的几何形状和/或流出发挥了重要作用，在这些红移星系。
2010-08-03 astro-ph.CO
Lenses in the forest: cross-correlation of the Lyman-alpha flux with CMB lensing
我们提出了一个新的观测：类星体（QSO）光谱中的莱曼α通量波动和宇宙微波背景（CMB）的收敛之间的互相关测量沿同一视线的理论估计。作为评估其可检测性的第一步，我们使用线性理论估计信噪比。虽然信号噪声是小的一个单一的视线和峰值在稍小的红移比那些探测的莱曼-α森林，我们估计总的信号噪声为9的互相关类星体光谱的SDSS-III与普朗克和20的互相关与未来的偏振为基础的CMB实验。这种效应的检测将是中性氢物质互相关的直接测量，并可以提供重要的信息，在红移范围内的大尺度结构的增长，这仍然是很差的探测观测。
2009-08-19 astro-ph.CO
The Acoustic Peak in the Lyman Alpha Forest
我们提出了第一个模拟的签名重子声振荡（BAO）在莱曼α森林数据包含180,000模拟类星体视线。我们使用八个大的暗物质只有模拟上，我们画莱曼α场使用波动冈恩-彼得森近似。我们认为，这种方法应该是足够的平均签名的规模感兴趣。我们的研究结果表明，莱曼α通量提供了一个很好的示踪剂的基础暗物质领域在大尺度上和红移空间扭曲很好地描述了一个简单的线性理论处方。我们比较傅立叶和配置空间的方法来描述的信号，并认为配置空间的统计提供了有用的数据压缩。我们还研究了波动的光电离背景的影响，使用一个简化的模型，发现这样的波动增加大尺度上的平滑功率。然而，对于小幅度波动（<10%），声峰位置不受影响。较大的幅度波动使得BAO信号的恢复更加困难，并且可能降低测量的可实现的重要性。
2009-09-17 astro-ph.CO
Minimally Parametric Power Spectrum Reconstruction from the Lyman-alpha Forest
目前的结果从莱曼α森林假设的原始功率谱的密度扰动遵循一个简单的幂律形式，运行。我们提出的第一个分析莱曼阿尔法数据研究放松这个强有力的假设对原始和天体物理约束的影响。我们进行了大量的数值模拟，使用它们来校准一个最小的参数框架来描述功率谱。结合交叉验证，一种防止数据过度拟合的统计技术，该框架允许我们在没有强先验假设的情况下重建功率谱形状。我们没有发现偏离尺度不变性的证据;我们的分析还表明，目前的莱曼α数据没有足够的统计能力来鲁棒地探测这些尺度下的功率谱形状。相比之下，正在进行的重子振荡巡天（BOSS）将能够以高精度做到这一点。此外，这些近期的数据将能够打破功率谱形状和天体物理参数之间的简并性。
2011-03-31 astro-ph.CO
Lyman alpha emission from the first galaxies: Signatures of accretion and infall in the presence of line trapping
第一个星系的形成伴随着大的吸积流和维里化冲击，在此期间，气体被冲击加热到$\sim10^4$ K的温度，导致莱曼α线中潜在的强通量。事实上，在高红移处已经探测到了一些莱曼α斑点。在这封信中，我们探索这样的莱曼α发射宇宙流体动力学模拟，包括一个详细的模型，原子氢作为一个多层次的原子和自适应网格细化代码FLASH线捕获的影响的起源。我们看到重子通过冷气流落入晕的中心，在$\rm z=4.7$处产生至少为$\rm 10^{44} erg s^{-1}$的莱曼α光度，类似于观测到的莱曼α斑点。我们发现，一个莱曼α通量的$\rm 5.0\times 10^{-17} erg cm^{-2} s^{-1}$出现从信封的光环，而不是它的中心，在那里的光子被有效地捕获。这种发射可以用即将到来的詹姆斯·韦伯太空望远镜（JWST）进行详细探测，并将成为气体流入和吸积的重要探测器。
2011-02-01 astro-ph.CO
New Results from the Magellan IMACS Spectroscopic Lyman Alpha Survey: NICMOS Observations of Lyman Alpha emitters at z=5.7
我们提供了马丁等人（2008）在盲多狭缝光谱调查中发现的三个z=5.7莱曼α发射体的NICMOS J110（静止框架1200-2100 A）观测结果。这些图像证实了以前只能在光谱观测中看到的两个源的存在。在我们的J110观测中未探测到的第三个源在宇宙起源巡天（COSMOS）的窄带成像中被探测到，因此我们的未探测意味着静止帧等效宽度>146埃（3西格玛）。这两个J110探测到的源有30-40埃的更适度的静止框架等效宽度，但所有三个都是典型的高红移LAEs。此外，J110探测到的源的UV光度在L*_{UV}的两倍之内，并且大小看起来紧凑（r_{hl} ~ 0.“15）在我们的NIC 2图像中-与红移5.7一致。我们使用这些紫外连续谱和莱曼阿尔法测量来估计这些星系的i-z颜色，并表明至少有一个，可能是所有三个将错过的i-dropout LBG选择。这些观测有助于证明多缝窄带光谱学作为寻找微弱发射线星系的技术的实用性。
2010-06-15 astro-ph.CO
The Effect of Cosmic Magnetic Fields on the Metagalactic Ionization Background inferred from the Lyman-α Forest
使星系际介质再电离红移~6的源仍然未知。电离过程的一个严重限制是在莱曼-α森林中维持电离所需的低发射率。模拟校准的观测表明，每个重子的产生率最多只有几个光子。在这项工作中，我们提出了一个新的解决方案，这个“光子饥饿”的问题，使用宇宙磁场，这可能是目前作为早期宇宙物理和随后的磁流体动力学放大的结果弱背景。如果存在的话，这种磁场会引起密度扰动，这种扰动在与红移z~2-5处的氢吸收线测量所探测的尺度相当的尺度上占主导地位。研究表明，亚纳高斯磁场，在~1 Mpc尺度上相干，具有几乎尺度不变的谱，足以对有效光学厚度、类星体谱上莱曼-α森林的出现、像元通量统计和透射通量的功率谱产生显著的影响。我们还表明，这样的磁场签名被有效地擦除时，元银河系光电离率的增加，从而放松对宇宙光子预算可用于再电离的约束。
2013-11-06 astro-ph.CO
An Emulator for the Lyman-alpha Forest
我们提出的方法之间的1-D通量功率谱的莱曼- $α$森林，宇宙流体动力学模拟的输出。由于有限的模拟数量，插值是必要的宇宙学参数估计。利用拉丁超立方采样和高斯过程插值，从$21$小模拟中构造了一个Lyman-$α$森林通量功率谱的模拟器。我们表明，该仿真器具有1.5%的典型准确度和4%的最差情况下的准确度，这与BOSS DR 9的$z < 3$的3 - 5%的当前统计误差相比很好。我们比较以前的国家的最先进的，二次多项式插值。拉丁超立方体对整个参数空间进行采样，而二次多项式仿真仅对低维子空间进行采样。高斯过程提供了一个估计的仿真误差，我们使用测试模拟表明，这种估计是合理的。我们构造了一个似然函数，并用它来表明，使用仿真器生成的后验约束是无偏的。我们表明，我们的高斯过程仿真器具有较低的仿真误差比二次多项式插值，从而产生更严格的后验置信区间，这将是必不可少的未来莱曼- $α$调查，如DESI。
2023-01-23 astro-ph.CO
Diffuse Lyman Alpha Haloes around Lyman Alpha Emitters at z=3: Do Dark Matter Distributions Determine the Lyman Alpha Spatial Extents?
利用2128个Ly-a发射体（LAEs）和24个原星系团UV选择星系（LBG）在z=3.1时的Ly-a图像，我们研究了高z星系周围Ly-a晕的表面亮度分布随环境和UV光度的变化。我们发现，Ly-a径向轮廓的斜率变得平坦的Mpc尺度LAE表面密度的增加，但它们几乎是独立的中心紫外光度。Ly-a晕的特征指数标度长度似乎与LAE表面密度的平方成正比（r（Lya）\propto Sigma（LAE）^[2]）。包括弥散扩展的Ly-a晕在内，密集区LAEs的静止坐标系Ly-a等效宽度接近EW_0（Lya）~ 200 A，这是年轻（< 10^7年）星系的最大值。这表明，通过气体流出的冲击压缩或引力气体流入的冷却辐射形成的Ly-a光子可能部分有助于照亮Ly-a晕;然而，它们的大部分Ly-a光度可以通过电离光子的光电离或在中央星系及其周围的HII区域产生的Ly-a光子的散射来解释。不管Ly-a光子的来源是什么，如果Ly-a晕跟踪整个气体结构的暗物质分布，这是不足为奇的Ly-a的空间范围更强烈地依赖于周围的Mpc尺度的环境比中央星系的活动。
2012-04-22 astro-ph.CO
