The Diversity of Metal-Enrichment and Abundance Patterns at High Redshift: A Magellan Survey of Gas-rich Galaxies Traced by Damped Lyman-alpha Absorbers at z~5
本研究通过 Magellan 巡天分析10个 z≈4.2–5.0 的 DLA 元素丰度,揭示高红移金属丰度的显著离散、C/α元素增丰及 Pop III 贡献,并证实早期富金属多尘埃系统的存在。
2025-09-29 astro-ph.GA
REBELS-IFU: Linking damped Lyman-$α$ absorption to [CII] emission and dust content in the EoR
本研究利用JWST光谱分析REBELS-IFU项目中12个z~6.5-7.7星系的Ly$α$阻尼翼以推导HI柱密度,发现其与[CII]发射及尘埃-金属丰度存在关联,揭示了再电离时期大质量星系已具备富集的中性气体储库。
2025-10-13 astro-ph.GA
Comparison of cosmological simulations and deep submillimetre galaxy surveys
最近单碟望远镜在亚毫米测量方面的进展使我们能够进一步挑战宇宙学模拟和观测之间的一致性。特别是,我们比较我们的模拟,包括灰尘的形成和破坏与最近的SCUBA-2调查(“研究”),把重点放在基本的观测性质的尘埃排放,如尘埃温度,红外(IR)发射区的大小,红外光度函数和IRX- $β$关系。在确认我们的模型再现了本地星系的属性后,我们检查了$z\approx 1-4$的STUDIES样本,发现模拟再现了上述数量,除了在大质量端的$z\gtrsim 2$ IR光度函数($\sim 10^{13}$ L $_{\odot}$)。这意味着目前的模拟正确地再现了尘埃区的大小和光度(或恒星形成率)之间的整体比例关系,但缺乏在$z\gtrsim 2$极端的星暴现象。我们还讨论了消光曲线和活动星系核可能的贡献。
2019-01-21 astro-ph.CO astro-ph.GA
Varstrometry for Off-nucleus and Dual sub-Kpc AGN (VODKA): Long-slit optical spectroscopic follow-up with Gemini/GMOS and HST/STIS
VODKA项目利用Gemini/GMOS与HST/STIS对27个Gaia筛选的双类星体候选体开展光谱后续观测,识别出多类天体,验证了结合光谱与色选可提升双/透镜类星体检出率,并明确了所需的光谱数据质量标准。
2025-06-13 astro-ph.GA astro-ph.HE
Metal-Enriched Neutral Gas Reservoir around a Strongly-lensed, Low-mass Galaxy at $z=4$ Identified by JWST/NIRISS and VLT/MUSE
在$z\gtrsim4$对低质量、低金属量星系的直接观测为详细检查类似于再电离宇宙的源中的电离辐射、气流和金属富集提供了不可或缺的机会。结合詹姆斯韦伯太空望远镜(JWST),VLT/MUSE和ALMA,我们在$z=3.98$(也参见Vanzella et al. 2022)对一个强透镜的低质量($\approx 10^{7.6}$ ${\rm M}_\odot$)星系进行了详细的观测。我们识别出该星系强窄星云发射,包括CIV $λ\lambda1548,1550$,HeII $\lambda1640$,OIII] $λ\lambda1661,1666$,[NeIII] $\lambda3868$,[OII] $\lambda3727$和Balmer系列氢,表明由大质量恒星提供动力的贫金属HII区($\lesssim 0.12\ {\rm Z}_\odot$)。此外,我们检测到一个金属富集阻尼Ly $α$系统(DLA)与星系的HI柱密度为$N_{\rm{HI}}\approx 10^{21.8}$ cm $^{-2}$。伴生DLA的金属丰度可能达到超太阳金属丰度(${\gtrsim Z}_\odot$)。此外,由于JWST和引力透镜,我们在$z=4$的$\approx 100$ pc的空间分辨率下呈现了分辨的UV斜率($β$)图,其中陡峭的UV斜率在三个恒星形成团块周围达到$β\ap…
2022-12-01 astro-ph.GA
Confirming membership in Local Group galaxies with the Dark Energy Spectroscopic Instrument Data Release 1
Centre for Astrophysics Research, University of Hertfordshire(赫特福德大学天体物理研究中心)
利用DESI DR1数据,通过交叉匹配Gaia自行和测光候选体,确认了15个本星系群矮星系的恒星成员,并首次测定DES J0225+0304的系统速度,揭示了Sextans星系金属丰度梯度与运动学特征。
2026-06-09 astro-ph.GA astro-ph.SR
Unveiling the Secrets of Metallicity and Massive Star Formation Using DLAs along Gamma-ray Bursts
为了研究$z=1.8-6$红移范围内长伽玛暴的环境性质,我们在伽马射线暴(GRB)的观测线上展示了最大的、公开可用的阻尼莱曼- $α$系统(DLAs)样品。与最近的类星体DLAs样品(QSO-DLA)相比,我们的分析表明,GRB-DLAs探测到$z\gtrsim3$更富金属的环境,直到$[X/H]\sim-0.5$。在$z=2-3$红移范围内,尽管有大量的下限,但有迹象表明两个群体可能更相似(仅在90\%的显著性水平上)。同样在\hiz,GRB-DLA的平均金属丰度似乎以比类星体-DLA更浅的速度下降:GRB-DLA主体可能被金属污染,至少在距离GRB爆炸地点$\sim 2$ kpc的地方,可能是由于以前的恒星形成事件和/或超新星爆炸。这种浅金属丰度的趋势,现在扩展到$z\sim5$,证实了以前的结果,伽玛射线暴的主机是恒星形成,平均而言,比一般的类星体-DLA人口更高的金属丰度。最后,我们的金属丰度测量结果与GRB祖细胞的两个通道的假设基本一致,其中一个通道受到金属丰度偏差的轻微影响。模拟的伽玛暴宿主的金属丰度演化与我们的数据相当吻合,直到中间红移,而更多的数据需要约束模型在$z\gtrsim 4$。
2015-03-03 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
The Structure of Dark Molecular Gas in the Galaxy - I: A Pilot Survey for 18-cm OH Emission Towards $l \approx 105^°, b \approx +1^°$
我们报告的第一个调查结果为1665,1667和1720兆赫的OH辐射在一个小区域的外星系中心在$l \approx 105.0°, b \approx +1.0°$。这一稀疏的高灵敏度测量($ΔTa \approx ΔTmb \approx 3.0 - 3.5$ mK rms,0.55 km/s通道)是作为一个试点项目与绿岸望远镜(GBT,FWHM $\approx 7.6'$)在$0.5°$间距的3 X 9网格上进行的。选择的点与现有的银河系$^{12}$ CO(1 - 0)CfA巡天(FWHM $\approx 8.4'$)的点相对应。通过2小时积分,在27个测量位置($\geq 78\%$)的$\gtrsim 21$处用GBT检测到1667 MHz OH发射,证实了该谱线追踪的ISM中分子气体的普遍存在。除了少数例外,1665和1667 MHz处的主OH线在我们的灵敏度水平下以LTE特征的5:9的比率出现。没有OH吸收功能记录在本调查的领域,在这个方向上的连续背景发射的低水平的协议。在每一个点的OH排放出现在几个组件的径向速度范围内延伸,并符合众所周知的银河系结构,如本地臂和英仙座臂的功能。相反,很少看到CO排放在调查区;不到一半的$\gtrsim 50$确定的OH组件显示可检测到的CO在CfA的灵敏度水平,这些通常是微弱的。没有OH排放,就没有CO分布。除了少数例外,OH曲…
2015-02-02 astro-ph.GA
Effects of dust evolution on the abundances of CO and H$_2$
已知CO至H $_2$转换因子($X_\mathrm{CO}$)与金属丰度($Z$)相关。与金属丰度有关的尘埃丰度通过尘埃屏蔽解离光子和尘埃表面H $_2$的形成对这种相关性负责。在本文中,我们探讨如何尘埃与气体的比例和金属($\mathcal{D}$ - $Z$关系)之间的关系影响的H $_2$和CO丰度(和$X_\mathrm{CO}$)的“分子”云。对于$\mathcal{D}$ - $Z$关系,我们采用了在我们以前的工作中发展的尘埃演化模型,它不仅处理了尘埃丰度的演化,而且还处理了星系中颗粒大小的演化。电离光子的屏蔽和H $_2$在尘埃上的形成与尘埃丰度和粒度一致。因此,我们的模型{预测一致的金属依赖性的$X_\mathrm{CO}$与观测数据}。在驱动尘埃演化的各种过程中,由吸积引起的晶粒生长对$X_\mathrm{CO}$ - $Z$关系的影响最大。其他过程也有一些影响的$X_\mathrm{CO}$ - $Z$关系,但他们的影响是轻微的分散相比,在金属丰度范围($Z\gtrsim 0.1$ Z $_\odot$),其中CO可以检测到的观测数据。我们还发现,在恒星喷出物中的尘埃凝聚有显着的影响H $_2$丰度在低金属丰度($\lesssim 0.1$ Z $_\odot$),相关的阻尼莱曼$α$系统和附近的矮星系,和H $_2$形成率的晶粒尺寸的依赖性也很重要。
2017-01-18 astro-ph.GA
The Qz5 Survey (I): How the HI Mass Density of the Universe Evolves With Cosmic Time
本研究通过Qz5高分辨率光谱巡天探测高红移中性氢吸收体,测得z~5处极低的中性氢质量密度,明确其从z~5到z~3翻倍的演化规律,验证了气体密度与恒星形成率的演化一致性。
2025-03-21 astro-ph.CO astro-ph.GA
Nebular dominated galaxies: insights into the stellar initial mass function at high redshift
本研究发现一个高红移低金属丰度Lyα发射星系,其光谱特征更符合星云主导模型,热星解释情形暗示高红移恒星初始质量函数可能呈顶重分布,为相关研究提供新线索。
2024-06-19 astro-ph.GA
The 21cm-galaxy cross-correlation: Realistic forecast for 21cm signal detection and reionisation constraints
University of Vienna(维也纳大学);Niels Bohr Institute, University of Copenhagen(哥本哈根大学尼尔斯·玻尔研究所);Cosmic Dawn Center (DAWN)(宇宙黎明中心);Institut für Theoretische Physik, Universität Heidelberg(海德堡大学理论物理研究所)
研究通过分析21厘米-星系交叉相关信号,探讨不同观测配置对再电离场景区分能力的影响,提出需采用特定深宽光谱观测策略以提高信噪比。
2026-03-01 astro-ph.CO astro-ph.GA
The Sloan Digital Sky Survey Reverberation Mapping Project: Ensemble Spectroscopic Variability of Quasar Broad Emission Lines
我们探索的变化,类星体在镁II和β宽发射线和紫外/光学连续辐射使用斯隆数字巡天混响映射项目(SDSS-RM)。这是迄今为止最大的类星体变化的光谱研究:我们的研究包括SDSS-RM在$6$个月内的29个光谱时期,包含357个MgII类星体和41个Hbeta类星体。在较长的时间尺度上,该研究还补充了SDSS-I/II的两个时期数据。SDSS-I/II的数据包括一个额外的具有Mg II的$2854$类星体和572个具有H β的类星体。MgII发射线是显著可变的($Δf/f$ 10%,在100天的时间尺度上),其用于混响映射研究的必要先决条件。这些数据还证实,连续可变性随时间尺度增加,随光度降低,连续光变曲线与$\gtrsim 5$天的静止帧时间尺度上的阻尼随机行走模型一致。我们比较了发射线和连续谱的变化来研究宽线区的结构。宽线变异性显示出较浅的增加与时间尺度相比,连续发射,表明宽线传递函数不是一个$δ$ -功能。Hbeta比MgII更易变(大约是$1.5$的因子),表明每条发射线的激发机制、光学深度和/或几何构型不同。由SDSS-RM项目实现的系综光谱变率测量对未来$1<z<2$类星体的混响映射和黑洞质量估计的研究具有重要意义。
2015-08-17 astro-ph.GA
Element Abundances in a Gas-rich Galaxy at z = 5: Clues to the Early Chemical Enrichment of Galaxies
高红移类星体吸收体中的元素丰度提供了对遥远星系化学富集的极好探测,并且可以限制第三族和早期第二族恒星的模型。最近的观测表明,在红移0 $<$ $z$ $<$ 3处,次阻尼莱曼-α(sub-DLA)吸收体比DLA吸收体更富含金属。也有人提出,DLA金属度在$z$ $>$ 4.7时突然下降。然而,只有3个位于$z$ $>$ 4.5的DLA和没有位于$z$ $>$ 3.5的DLA具有未贫化元素的“无尘”金属丰度测量值。我们报告的第一个类星体子DLA金属丰度测量在$z$ $>$ 3.5,从探测到的高分辨率数据中的子DLA在$z$ =5.0的未耗尽的元素。我们得到相当强大的C,O,Si和Fe的丰度,使用线以外的莱曼α森林。该吸收剂是贫金属的,O/H]=-2.00 $\pm$ 0.12,这比从$z$ $<$ 3.5亚DLA的趋势外推所预期的水平低$\gtrsim$ 4 $σ$。C/O比比太阳低1.8 $^{+0.4}_{-0.3}$倍。更引人注目的是,Si/O比太阳低3.2倍,而Si/Fe几乎是太阳的($^{+0.6}_{-0.5}$倍)。这种吸收剂没有显示出明显的α/Fe增强。尘埃的消耗可能比银河系星际介质中常见的情况从气相中去除了更多的硅,如果高红移超新星形成更多富含硅酸盐的尘埃,这可能是可以预期的。C/O和Si/O在不同的速度分量之间变化很大,表明尘埃耗尽和/或早期恒星核合成的空间变化(…
2016-07-25 astro-ph.GA
Hidden AGNs in Early-Type Galaxies
本文对\textit{Chandra} COSMOS(C-COSMOS)巡天中的早型星系(ETGs)进行了叠加分析,探讨了在\(0<z<1.5\)和\({10}^{9}<L_K/L_{\astrosun}<{10}^{13}\)红移范围和恒星光度范围内的X射线光度的性质。利用已建立的标度关系,我们减去X射线双星粒子数的贡献,估计热ISM和活动星系核的联合发射。为了区分这两个分量的相对重要性,我们(1)将我们的结果与在ETG中热气体晕发射的局部宇宙\(L_{X,gas}\propto L_K^{4.5}\)中观察到的关系进行比较,以及(2)评估每个堆叠箱的光谱特征。我们发现两个区域的非恒星X射线发射是硬的,一致的活动星系核发射。首先,有证据表明,在堆叠箱中有硬吸收X射线发射,包括具有平均高X射线光度(\(L_{X-LMXB}\gtrsim 6\times{10}^{42}\mbox{ erg}/\mbox{s}\))的相对高z(\(\sim 1.2\))ETG。这些亮度与ETG中存在的高吸收的“隐藏”活动星系核相一致,这些活动星系核在其光学-红外光谱和光谱能量分布中是不可见的。第二,证实了早期的迹象,从我们的C-COSMOS研究的X射线探测ETGs,我们发现显着增强的X射线光度在较低的恒星质量ETGs(\(L_K\lesssim{10}^{11}L_{\astrosun}\)),相对…
2016-04-07 astro-ph.GA
A Massive, Dusty HI-Absorption-Selected Galaxy at $z \approx 2.46$ Identified in a CO Emission Survey
利用NOEMA和ALMA对与7个高金属丰度([M/H] $z\approx1.64-2.51$)阻尼Lyman-$α$吸收体(DLAs)有关的星系的CO辐射进行了研究。我们的观测产生了一个新的检测CO(3-2)排放的星系在$z=2.4604$使用NOEMA,与$z=2.4628$ DLA向类星体B 0201 +365。包括之前的检索,我们的检索结果显示,在含${\rm [M/H]}>-0.3$和${\rm [M/H]}<-0.3$的DLA字段中,CO排放的检出率分别为$\approx56^{+38}_{-24}$ %和$\approx11^{+26}_{-9}$ %。此外,与5个[M/H] $>-0.3$的DLA相关的HI选择星系都具有高分子气体质量,$\gtrsim5\times10^{10}\ {\rm M}_\odot$。这表明$z\approx2$中最高金属丰度的DLA与最大质量的星系有关。新发现的$z\approx2.4604$ HI选定星系,DLA 0201 + 365 g,对类星体视线的影响参数为$\approx7$ kpc,隐含的分子气体质量为$(5.04\pm0.78) \times10^{10}\times(α_{\rm CO}/4.36)\times(r_{31}/0.55)\ {\rm M}_\odot$。档案哈勃空间望远镜宽视场和行星相机2成像覆盖了这个星…
2022-06-21 astro-ph.GA
Unveiling the Aromatic and Aliphatic Universe at Redshifts $z\sim$0.2--0.5 with JWST NIRCam/WFSS
利用JWST NIRCam/WFSS对z∼0.2--0.5的200个星系开展PAH芳香族和脂肪族发射带巡天,揭示3.3 μm发射可作为恒星形成率示踪剂、其与红外光度之比随金属丰度显著下降,并发现脂肪族比例随恒星形成活动降低,为理解PAH化学与星系性质关系提供关键观测约束。
2025-05-05 astro-ph.GA
The nature of H{\sc i}-absorption-selected galaxies at $z \approx 4$
我们报告了一个叫卡尔·G的人。Jansky甚大阵(JVLA)对红移CO(1 - 0)或CO(2 - 1)辐射的搜索,以及哈勃空间望远镜宽视场照相机~3(HST-WFC~3)对静止帧近紫外(NUV)恒星辐射的搜索,来自7个与高金属丰度([M/H]~$\geq -1.3$)阻尼Ly $α$吸收体(DLAs)在$z\approx 4$有关的HI-selected星系。这些星系早期是通过[CII]~158 $μ$ m发射的ALMA成像识别的。我们还使用JVLA在$z\approx 4.8$上搜索了来自低金属度([M/H]~$=-2.47$)DLA场的CO(2 - 1)发射。没有统计学上显着的CO排放检测到的任何星系,产生上限的$M_{mol}<(7.4 - 17.9)\times 10^{10}\times (α_{CO}/4.36) M_\odot$的分子气体质量。我们在$z\gtrsim 4$上首次观测到了HI-选择星系的恒星连续谱,并从7个[CII]~158 $μ$ m-发射星系中的4个观测到了静止标架NUV辐射。HST-WFC 3图像产生的恒星连续统的典型尺寸为$\approx 2-4$~kpc,推断的尘埃无遮蔽恒星形成率(SFR)为$\approx 5.0-17.5 M_\odot$/年,与远红外(FIR)光度估计的总SFR一致或略低。我们进一步将6个[CII]~158 $μ$ …
2021-07-11 astro-ph.GA
A study of low-metallicity DLAs at high redshift and C II* as a probe of their physical conditions
我们提出了一个详细的高光谱分辨率(R $\sim$ 40000)的研究五个高Z阻尼莱曼$α$系统(DLAs)和一个子DLA检测沿四个类星体视线。这些DLA中的四个是非常贫金属的,具有[Fe/H] $\le$ $-$ 2。其中之一,在z $_{abs}$ = 4.20287朝向J 0953 $-$ 0504,是迄今为止已知的在z $>$ 4的最贫金属DLA。这个系统没有显示出C比Fe和O的增强,标准的星族II恒星产额可以解释它的相对丰度模式。在z $_{abs}$ = 2.34006处朝向J 0035 $-$ 0918的DLA被认为是最碳增强的贫金属DLA。然而,我们表明,热加宽是占主导地位的,在这个系统中,当考虑到这种效果,测得的碳增强([C/Fe] = 0.45 $\pm$ 0.19)成为$\sim$ 10倍小于以前报道的。该DLA中的气体温度估计在5000 $-$ 8000 K的范围内,与温暖的中性介质相一致。从光电离模拟的两个DLAs显示C II* 的吸收,我们发现,仅元银河系背景辐射是不足以解释所观察到的C II* 的冷却速率,和当地的热源,可能产生的原位恒星形成,是必要的。宇宙线加热被发现贡献$\gtrsim$ 60%,在这些系统的总加热。使用一个样品的贫金属DLAs与C II* 测量,我们得出结论,宇宙射线电离率等于或大于在银河系中看到的$\sim$ 33%的系统与C …
2014-02-12 astro-ph.CO astro-ph.GA
High Molecular Gas Masses in Absorption-selected Galaxies at $z \approx 2$
利用阿塔卡玛大型毫米/亚毫米波阵列(ALMA)在$z \approx 1.7-2.6$上对12个高金属丰度([M/H]~ $\geq -0.72$ \,dex)阻尼$α$吸收体(DLAs)的CO(3 $-$ 2)或(4PDMATHABMM 3)辐射进行了研究.我们检测到CO排放的星系在领域的5个DLAs(其中两个已被报道较早),获得高分子气体质量,$\rm M_{mol} \approx (1.3 - 20.7) \times (α_{\rm CO}/4.36) \times 10^{10} \; M_\odot$。CO辐射源对类星体视线的影响参数在$b \approx 5.6-100$ ~kpc范围内,其中三个新的CO辐射源的$b \lesssim 15$为$b \lesssim 15$ ~kpc。最高CO线光度和推断的分子气体质量与最高金属丰度的DLAs有关,其[M/H]~ $\gtrsim -0.3$,dex.高推断的分子气体质量可以解释由一个恒星的质量金属丰度关系和一个高的分子气体与恒星的质量比在高红移星系的组合; DLA星系确定我们的CO搜索的属性与排放选择的样品一致。在早期的光学或近红外搜索中没有发现在CO排放中检测到的DLA星系,反之亦然;在早期的光学/近红外搜索中发现的DLA星系在CO排放中没有检测到。高$z$、高金属丰度DLA星系中的高ALMA CO和C[{ \s…
2020-09-10 astro-ph.CO astro-ph.GA
Are X-Ray Detected Active Galactic Nuclei in Dwarf Galaxies Gamma-Ray Bright?
利用15年Fermi-LAT数据首次搜寻74个X射线选择的矮星系AGN的γ射线发射,未发现显著源,但群体分析显示软谱(Γ≳3.8)约2σ超出,暗示γ射线可能与IMBH质量相关。
2025-09-24 astro-ph.GA astro-ph.HE
The ALMA REBELS Survey: The Cosmic HI Gas Mass Density in Galaxies at $z\approx 7$
直到最近,由于超精细HI 21-cm跃迁的弱点,在大宇宙学距离的单个星系的中性原子气体含量一直难以测量。在这里,我们估计HI气体质量的主序星形成星系的样本在$z\sim 6.5 - 7.8$调查[CII] $-158μ$ m发射的再电离时代明亮的发射线调查(REBELS)的一部分,使用最近校准的[CII]到HI转换因子。我们发现星系中HI气体的质量过剩随红移的增加而增加,平均值为$M_{\rm HI} / M_\star \approx 10$,对应于HI气体质量分数为$f_{\rm HI} = M_{\rm HI} / (M_\star + M_{\rm HI}) = 90\%$,在$z\approx 7$。基于从同一样本星系导出的[CII]- $158μ$ m光度函数(LF),我们进一步对该红移下星系中宇宙HI气体质量密度($ρ_{\rm HI}$)进行了限制,并测量出其为$ρ_{\rm HI} = 7.1^{+6.4}_{-3.0} \times 10^{6}\,M_{\odot}\,{\rm Mpc^{-3}}$ .该估计值比从阻尼Lyman-$α$吸收体(DLA)测量值的外推推断的$\approx 10$的系数低得多,并且在很大程度上取决于所采用的精确[CII] LF。然而,我们发现$ρ_{\rm HI}$的这种减少与最近的模拟一致,并认为这种明显的差异可能是DLA视线主…
2022-07-27 astro-ph.CO astro-ph.GA