Tidally offset neutral gas in Lyman continuum emitting galaxy Haro 11
本研究通过21厘米谱线成像邻近再电离类比星系Haro 11,发现并合相互作用使中性氢整体偏移星系中心约6千秒差距,揭示了星系相互作用可同时提升莱曼连续谱产生量并推动其逃逸,为理解宇宙再电离机制提供新依据。
2023-12-19 astro-ph.CO astro-ph.GA
MgII in the JWST Era: a Probe of Lyman Continuum Escape?
有限的约束条件的演变莱曼连续(LyC)逃逸分数代表的主要不确定性之一,在理论上确定的再电离历史。由于星系际介质(IGM)的介入,在再电离时期直接观测LyC光子的可能性非常小。由于这个原因,已经鉴定了多种LyC逃逸的间接探针,其中一些用于鉴定低红移LyC泄漏物(例如O32),而其他探针主要用于$z>6$(例如[OIII]/[CII]远红外发射)。在2796 $\dot{\rm A}$和2803 $\dot{\rm A}$处的共振MgII双峰发射的通量比以及MgII光学深度最近被提出作为可以在具有JWST的$z>6$处采用的LyC泄漏的理想诊断。使用国家的最先进的宇宙学辐射流体动力学模拟后处理的云和共振线辐射转移,我们测试是否镁II确实是一个有用的探针LyC泄漏。我们的模拟表明,大多数明亮的,恒星形成的星系与高LyC逃逸分数预计将是镁II发射器,而不是吸收器在$z=6$。然而,我们发现,MgII的双重通量比是一个更敏感的指标,而不是中性氢的尘埃,限制其使用作为一个LyC泄漏指标,只有在光学薄制度的星系。鉴于其共振性质,我们表明,镁II将是一个令人兴奋的探测高红移星系在即将到来的JWST观测复杂的运动学。
2022-05-23 astro-ph.CO astro-ph.GA
The Low-Redshift Lyman Continuum Survey I: New, Diverse Local Lyman-Continuum Emitters
赖曼连续谱(LyC)光子的起源负责宇宙的再电离是未知的和高度争议。由于星系际介质的吸收,从再电离时代检测LyC光子是不可能的,这促使了几种间接诊断的发展,以推断星系通过研究较低的红移类似物贡献LyC光子来重新电离宇宙的速率。我们提出的低红移莱曼连续巡天(LzLCS)包括测量与HST/COS的z=0.2-0.4的66个星系的样本。经过仔细处理的FUV光谱,我们得到了总共35个莱曼连续发射体(LCE)检测到97.725%的置信度,近三倍的已知本地LCE的数量。我们估计逃逸分数从检测到的LyC通量和未检测到的LyC通量的上限,找到一个范围内的LyC逃逸分数高达50%。在35个LzLCS LCE中,有12个的LyC逃逸分数大于5%,是具有宇宙学相关LyC逃逸的已知局部LCE数量的两倍多。
2022-01-27 astro-ph.CO astro-ph.GA
A Portrait of the Cosmic Reionisation History in the Context of the Early Dark Energy Model
National Astronomical Observatories, Chinese Academy of Sciences(中国科学院国家天文台);University of Chinese Academy of Sciences(中国科学院大学);Peking University(北京大学);Swinburne University of Technology(斯威本科技大学);University of Arizona(亚利桑那大学)
本研究在早期暗能量模型背景下,通过建模再电离历史,发现其能以中等LyC逃逸分数和紫外光度密度解释观测到的高红移星系过剩量,为EDE宇宙学提供独立探测手段。
2026-01-16 astro-ph.CO astro-ph.GA
The Low-Redshift Lyman Continuum Survey II: New Insights into LyC Diagnostics
在再电离时期(z { \gtrsim } 6),由于星系间的H I吸收,不能观测到莱曼连续谱(LyC)。为了识别莱曼连续谱发射体(LCE)并推断逃逸LyC的比例,天文学家开发了各种LyC逃逸的间接诊断。使用测量的LyC从低红移莱曼连续巡天(LzLCS),我们提出了这些诊断的第一个统计检验。虽然基于Lyα的光学深度指标,如峰值速度分离和等效宽度,表现良好,但我们也发现其他诊断,如[O III]/[O II]通量比和恒星形成率表面密度,预测星系是否是LCE。这些星系的属性和逃逸LyC通量的分数之间的关系表明,LyC逃逸强烈依赖于H I柱密度,电离参数,和恒星反馈。我们发现LCEs占据了一系列的恒星质量,金属丰度,恒星形成的历史,电离参数,这可能表明情节和/或不同的物理原因LyC逃逸。
2022-03-29 astro-ph.CO astro-ph.GA
Rapid Reionization by the Oligarchs: The Case for Massive, UV-Bright, Star-Forming Galaxies with High Escape Fractions
宇宙再电离的主角仍然难以捉摸。微弱的恒星形成星系是主要的候选者,因为它们数量众多,可能具有显著的电离光子逃逸分数($f_{esc}$)。在这里,我们通过一个经验模型来更新这幅图,该模型成功地预测了最新的观测结果(例如,z>8时恒星形成密度的下降)。我们在我们的模型中为每个星系生成电离光谱,并使用再电离时间轴的最新测量值来约束$f_{esc}$(例如,在z>7时类星体和星系的Ly $α$阻尼)。假设$f_{esc}$为常数,我们发现$M_{UV}$ <-13.5的星系需要$f_{esc}=0.21^{+0.06}_{-0.04}$才能完成再电离。在z=[8.2,6.8,6.2] $\pm$ 0.2时,推断的IGM中性分数为[0.9,0.5,0.1],即,大部分再电离在3亿年内发生。灵感的莱曼连续统(LyC)泄漏,压倒性地显示高于平均水平的恒星形成表面密度($Σ$)的新兴样本,我们提出了一个模型,$f_{esc}$ $Σ$和发现$f_{esc}\proptoΣ^{0.4\pm0.1}$。由于$Σ$在z=8和z=0之间下降了~2.5 dex,我们的模型解释了在较低红移时$f_{esc}$的不起眼的上限以及在z>6时它需要演化到~0.2。在这个模型中,引人注目的是,小于5%的星系的$M_{UV}$ <-18(“寡头”)占再电离预算的80%以上。事实上,微弱的源($M_{UV}$ >-16)…
2020-04-03 astro-ph.CO astro-ph.GA
Critical Star-Formation Rates for Reionization: Full Reionization occurs at z = 7
我们评估了可能的红移(z_rei ~ 7)的星系际介质(IGM)的完全再电离使用处方的共同移动的恒星形成率(SFR)密度(rho_SFR)所需的维持光电离对重组。我们新开发的在线再电离模拟器允许用户评估所需的SFR和电离的历史,使用各种假设的银河系和恒星星族,IGM聚集因子和温度,和LyC逃逸分数。在z = 6-8处,高红移星系候选者和Lya发射体的减少表明中性部分的增加,在z > 7处的再电离由于增加的复合速率和来自电离背景和LyC平均自由程的约束而变得越来越困难。(0.018 M_sun/yr/Mpc^3)[(1+z)/8]^3(C_H/3)(0.2/f_esc)T_4^(-0.845)标度到凝聚因子C_H = 3、逃逸分数f_esc = 0.2、电子温度T_e = 10^4 K、低金属丰度初始质量函数(IMF)和恒星大气的基准值。我们的流体动力学+N体模拟发现,在z = 5-9时,光致电离、光致加热的丝状体的平均聚集因子C_H =(2.9)[(1+z)/6]^-1.1。临界SFR可以通过增加最小恒星质量、调用顶重IMF或系统地增加高z时的f_esc来降低。CMB光学深度τ_e = 0.088 +/- 0.015可以通过完全再电离来解释,产生τ_e = 0.050回到z_rei = 7,在z > 7的UV/X射线部分电离IGM中增加Δ-τ_e = 0.01-0.04。在这种情况…
2011-12-28 astro-ph.CO
(Re)Solving Reionization with Lyα: How Bright Lyα Emitters account for the $z\approx2-8$ Cosmic Ionizing Background
来自恒星形成星系的宇宙电离发射率长期以来一直被锚定到紫外光度函数。在这里,我们介绍了一个发射率框架的基础上LY $α$发射器(LAEs),这自然是在负责电离背景的星系的子集,由于生产和逃逸的LY $α$和LyC光子之间的密切联系。利用明亮LAEs逃逸分数的约束($L_{\rm{Lyα}}>0.2 L^{*}$)在$z\approx2$从解决的Ly $α$配置文件获得,并认为他们的红移不变性,我们表明:(i)类星体和LAE一起在$z\approx2-6$处再现了相对平坦的发射率,这是不平凡的,因为在这些时期,恒星形成密度和类星体数量密度都有很强的演化,以及(ii)在合理的假设下,LAE在$z\approx6-9$之间产生延迟和快速的再电离。在此框架内,在$z\approx3-7$之间的UV总体平均$f_{\rm{esc}}$中的$>10\times$上升自然地由于驱动具有红移的Ly $α$发射体分数增长的相同现象而出现。一般来说,LAE占主导地位的发射率产生的电离预算与紫外光度的分布中的峰值,在最新的模拟报告。使用我们采用的参数($f_{\rm{esc}}=50\%$,$ξ_{\rm{ion}}=10^{25.9}$ Hz erg $^{-1}$为一半的明亮LAEs),一个高度电离的少数星系与$M_{\rm UV}<-17$占整个电离预算从恒星形成的星系。这种罕见星系的LyC快速闪光…
2022-03-21 astro-ph.CO astro-ph.GA
Inferring the Ionizing Photon Contributions of High-Redshift Galaxies to Reionization with JWST NIRCam Photometry
本研究提出基于测光的隐式似然推断流程PHOTONIOn,克服光谱样本限制,更准确估算星系逃逸电离光度,应用于JADES巡天样本验证了恒星形成星系可独立驱动高红移再电离,且暗弱紫外莱曼连续谱发射体作用关键。
2025-01-21 astro-ph.CO astro-ph.GA
A New Constraint on Reionization from Evolution of the Ly$α$ Luminosity Function at $z\sim6-7$ Probed by a Deep Census of $z=7.0$ Ly$α$ Emitter Candidates to 0.3 $L^*$
我们通过82和37小时的斯巴鲁Suprime-Cam窄带NB 973和最红的光学$y$波段成像,在斯巴鲁深场和斯巴鲁/XMM-牛顿深测场中检测到20个$z=7.0$ Ly $α$发射体(LAE)候选物到$L({\rm Ly}α) \geq 2 \times 10^{42}$ erg的$^{-1}$或$0.3$ $L^*_{z=7}$和$6.1\times 10^5$ Mpc $^3$体积。我们比较他们的Ly $α$和UV光度函数(LF)和密度和Ly $α$等效宽度(EW)的$z=5.7$,6.6和7.3 LAEs从以前的Suprime-Cam调查。Ly $α$ LF(密度)在$z=5.7-6.6$(1.6亿年)时迅速下降,在$L({\rm Ly}α)$中下降1.5(1.9)倍,在$z=6.6-7.0$(6亿年)时下降1.5(1.6)倍,在$z=7.0-7.3$(4亿年)时下降2.0(3.8)倍。此外,除了先前发现的在$z=5.7-6.6$的EW的系统性降低之外,在UV连续谱中检测到的2/3的$z=7.0$ LAE表现出比$z=6.6$更低的EW。此外,虽然紫外线LF和密度在$z=5.7-6.6$没有演变,但它们在$z=6.6-7.0$适度下降,这意味着星系的演化有助于Ly $α$ LF的下降。比较$z=7.0$ Ly $α$ LF与LAE演化模型预测的结果进一步表明,星系演化本身并…
2017-06-14 astro-ph.CO astro-ph.GA
Quantifying the escape of Ly$α$ at $z\approx 5-6$: a census of Ly$α$ escape fraction with H$α$ emitting galaxies spectroscopically confirmed by JWST and VLT/MUSE
本研究利用JWST和VLT/MUSE数据统计了红移z≈5-6处165个恒星形成星系的Lyα逃逸分数,揭示其与紫外斜率、尘埃消光的强关联,推断暗弱紫外星系是该时期宇宙电离光子的主要贡献者。
2024-04-18 astro-ph.CO astro-ph.GA
Completing the Census of Ly-alpha Emitters at the Reionization Epoch
我们进行了扩展光谱确认的Ly-alpha发射器(LAEs)在z=6.5和5.7在斯巴鲁深场。现在,在z=6.5和5.7处,光谱确认的LAE总数分别为45和54,并且在z=6.5(5.7)处,至少81%(70%)的光度候选者已被光谱确定为真正的LAE。我们对Ly-alpha光度进行了仔细的测量,包括光度测量和光谱测量,以准确地确定Ly-alpha和rest-UV光度函数(LF)。在z=6.5处的Ly-alpha LF的大幅改进的评估显示至少在亮端处从z=5.7明显不足,并且即使在暗端也可能下降,尽管仍然存在小的不确定性。在z=6.5和5.7处的剩余UV LF具有良好的一致性,至少在亮端处,与Ly-alpha LF中观察到的差异形成鲜明对比。这些结果意味着星系际介质的中性分数从z=5.7增加到6.5。z=6.5时的静止帧等效宽度(EW_0)分布似乎系统地小于z=5.7时的EW_0分布,并且EW_0分布向较大的EW_0方向延伸。根据观测到的Ly-alpha LF和合理的EW_0-UV光度关系,可以再现静止-UV LF的亮端。整合这一休息紫外LF提供了第一次测量的贡献LAEs的光子预算所需的再电离。导出的紫外LF表明,部分LAEs的莱曼break星系之间的光子预算的贡献显着增加对微弱的幅度。低光度LAEs可能主导电离光子预算,虽然这种推断强烈依赖于不确定的Ly-alpha LF的暗端斜率。
2011-05-09 astro-ph.CO
Lyman continuum leaking galaxies - Search strategies and local candidates
泄漏莱曼连续谱(LyC)辐射的恒星形成矮星系可能在宇宙的再电离中发挥了重要作用。表现出LyC泄漏的本地星系可以揭示逃逸机制,但到目前为止,只有两个这样的情况已经确定。在这里,我们想调查是否缺乏本地的LyC发射器可以部分由有偏见的选择标准(例如强H-α发射),我们提出了一种新的方法来选择具有高逃逸分数的目标。通过应用这些准则,我们组装了一个样本的观测目标,研究他们的基本属性。我们引入了一种新的策略,其中潜在的LyC泄漏者通过其蓝色和弱(而不是强)发射线来选择。我们仔细研究了8个在z ~ 0.03处的LyC泄漏候选者,这些候选者选自斯隆数字巡天(SDSS),我们使用ESO/NTT在宽带B和H-alpha中观察到。我们发现8个星系中有7个参与了与邻居的相互作用或显示出合并的迹象。在7个例子中,年轻的恒星星族明显地偏离了星系的主体。我们的目标中有一半显示出了星暴后的吸收光谱。H-α的尺度长度通常比恒星连续统的尺度长度小30%,这表明冲压压力剥离。我们初步确定了几个条件有利于泄漏:1)冲压压力剥离与超新星风的综合影响,从年轻的恒星形成在前面,2)合并事件,增加恒星形成率和取代恒星从气体,3)在恒星爆发后星系中心的恒星爆发,和4)低尘埃含量。
2013-03-07 astro-ph.CO
An Estimate of the Impact of Reionization on Supermassive Black Hole Growth
本研究构建半解析模型,结合并合树与再电离、黑洞生长模型,估算再电离对超大质量黑洞生长的影响,发现早期再电离可显著抑制不同质量暗晕内的黑洞质量,且抑制效果与是否允许超爱丁顿吸积相关,相关预测或可由詹姆斯·韦布空间望远镜观测检验。
2024-08-20 astro-ph.CO astro-ph.GA
The Synchrony of Production & Escape: Half the Bright Ly$α$ Emitters at $z\approx2$ have Lyman Continuum Escape Fractions $\approx50\%$
恒星形成星系的电离光子逃逸分数(LyC $f_{\rm{esc}}$)是再电离预算中最大的未知数。随机视线效应禁止直接分离的LyC泄漏从非泄漏在显着的红移。在这里,我们规避这种不确定性推断$f_{\rm{esc}}$与解决(R>4000)LyA配置文件从X-SHOOTER LyA调查在z=2(XLS-z2)。我们从$>0.2 L^{*}$ LyA发射体(LAE)的代表性样本中选择泄漏物($f_{\rm{esc}}>20$ %)和非泄漏物($f_{\rm{esc}}<5$ %)。这些子集的中值堆叠光谱覆盖1000-8000 μ m(静止帧),我们调查的条件为LyC $f_{\rm{esc}}$。我们发现泄漏与非泄漏之间的以下差异:(i)强星云CIV和HeII发射与未检测到,(ii)O32~8.5与~3,(iii)Ha/Hb表明无尘埃与E(B-V)~0.3,(iv)MgII发射接近系统速度与红移,光学厚MgII,(v)LyA $f_{\rm{esc}}$ ~50%与~ 10%。当最硬电离光谱的短寿命恒星发光时,泄漏点(O3+Hb~1100 μ m)的极端EW将LyC逃逸的特征时间尺度限制在~3-10 Myr爆发。泄漏的定义特征-极端电离的恒星种群,低柱密度,无尘,高电离态ISM -同时发生在$f_{\rm{esc}}>20\%$堆栈中,这表明它们是因果联系的,并激发了为什么像O32这样…
2021-10-22 astro-ph.CO astro-ph.GA
Project Lyman: Quantifying 11 Gyrs of Metagalactic Ionizing Background Evolution
再电离时期的时间和持续时间对宇宙结构的出现和演化至关重要。恒星形成星系、活动星系核和类星体在整个宇宙时间内对元星系电离背景的贡献中所起的相对作用仍然不确定。深层类星体计数提供了对它们作用的深入了解,但由于我们对电离辐射逃逸到星系际介质(IGM)的过程缺乏了解,恒星形成的潜在关键贡献是高度不确定的。从恒星形成星系逃逸的电离光子的比例是模型中使用的一个基本自由参数,用于“微调”发生在13.4和12.7 Gyrs前的再电离时期的时间和持续时间(红移在12 > z > 6之间)。然而,在红移z > 3时,直接观测到在静止坐标系\ion{H}{1}电离边以下发射的莱曼连续谱(LyC)光子越来越不可能,这是由于干扰莱曼极限系统向高z稳定增加。因此,UV和U波段光学带通为直接、近距离和深入观察有利于LyC逃逸的环境类型提供了唯一的希望。通过量化过去110亿年(z < 3)LyC逃逸与局部和全局参数之间关系的演变,我们可以提供关于LyC逃逸分数的确切信息,这对于回答宇宙是如何被电离的问题至关重要。在这里,我们提供了由“特征”(L_{uv} ^*)恒星形成星系发射的电离连续通量的估计,作为回望时间和逃逸分数的函数,发现在z = 1(7.6 Gyrs前),逃逸分数为1%的L_{uv} ^* 星系的通量为10^{-19}尔格cm^{-2} s^{-1} s ^{-1}。
2012-09-14 astro-ph.CO
Revealing the formation histories of the first stars with the cosmic near-infrared background
宇宙近红外背景(NIRB)提供了一个强大的整体探测辐射过程在不同的宇宙时代,包括预再电离时代时,无金属,第三族(Pop III)恒星首次形成。虽然来自富含金属的第二星族(Pop II)恒星的辐射可能在再电离时代对观测到的NIRB的贡献中占主导地位,但Pop III恒星-如果有效形成-可能会在NIRB上留下特征印记,这要归功于它们强烈的Ly $α$发射。使用第一个恒星形成的物理模型,我们提供了一个分析的NIRB平均光谱和各向异性贡献的恒星星族在$z>5$。我们发现,在大规模的波普III恒星持续形成的分子冷却晕在几倍的速度$10^{-3}\,M_\odot \ \mathrm{yr}^{-1}$,在被抑制对时代的再电离(EoR)的积累莱曼-维尔纳背景,一个独特的光谱签名显示了向红的$1\,μ$ m在观测到的NIRB光谱来源于星系在$z>5$。虽然光谱特征的详细形状和幅度取决于各种因素,包括恒星形成历史,IMF,LyC逃逸分数等,但最有趣的场景是有效的Pop III恒星形成即将到来的设施,如宇宙历史,再电离时代和冰探测器(SPHEREx)的光谱光度计。因此,在未来几年内,通过对NIRB的精确测量,将可以对高红移的Pop III恒星的丰度和形成历史进行新的限制。
2021-09-16 astro-ph.CO astro-ph.GA
A short mean free path at $z=6$ favors late and rapid reionization by faint galaxies
最近在$5 < z < 6$对电离光子平均自由程($λ_{912}^{\rm mfp}$)的测量表明,IGM在那些时候正在迅速发展。我们使用辐射传输模拟来探索再电离的影响,重点是在$z=6$的短值$λ_{912}^{\rm mfp} = 3.57^{+3.09}_{-2.14}$ cMpc/ $h$。我们介绍了一个模型的亚分辨率电离光子汇的基础上辐射流体动力学模拟小规模IGM聚集。我们认为,在$λ_{912}^{\rm mfp}$在$z=5-6$的快速演变,连同约束的元银河系电离背景,有利于后期再电离过程中,中性馏分迅速演变的后半部分。我们还认为,短的$λ_{912}^{\rm mfp}(z=6)$指向微弱的星系作为再电离的主要驱动力。我们的首选模型,具有$λ_{912}^{\rm mfp}(z=6) = 6.5$ Mpc/ $h$,具有$z= 7.1$的中点和$z= 5.1$的终点。它需要每个H原子3个电离光子来完成再电离,并且在$z>6$处的LyC光子产生效率为$\log(f^{\rm eff}_{\rm esc} ξ_{\rm ion}/[\mathrm{erg}^{-1} \mathrm{Hz}]) = 24.8$。将$λ_{912}^{\rm mfp}(z=6)$恢复到与测量的中心值一样低可能需要IGM团块的增加超过来自模拟的预测,光子预算相应增加。
2021-09-17 astro-ph.CO
On the relative Contribution of high-redshift Galaxies and Active Galactic Nuclei to Reionization
本文讨论了不同天体物理源对不同红移中性氢电离的贡献。我们批判性地修正了赞成/反对活动星系核(AGN)和/或莱曼破裂星系(LBG)在z>5时对宇宙再电离的实质性贡献的论点。我们考虑外推的高z类星体和LBG光度函数和它们的红移演化,以及间接约束的空间密度的低光度活动星系核的星系恒星质量函数的基础上。由于LBG单独的再电离的假设需要一个显着的贡献,微弱的矮星系和LyC光子逃逸分数(f_esc)的顺序~ 20%,在紧张与目前的观测限制,我们检查在哪个假设活动星系核和LBG可能提供一个组合的相关贡献的再电离。我们发现,一个相对陡峭的活动星系核光度函数的暗端,与目前的限制一致,提供了相关的(虽然次主导)的贡献,从而使我们能够恢复所需的电离光子率与f_esc~5%至z~7。在较高的红移,我们测试的情况下,亮度依赖的f_esc的情况下,我们得出结论,如果观察到的LBG确实是由非常低的f_esc的特点,值的顺序f_esc~70%的需要低于我们的检测阈值的对象,这个星系人口提供了大量的贡献再电离。显然,对暗源(活动星系核和长周期星系团)性质的研究是至关重要的。
2012-06-25 astro-ph.CO
JWST ASPIRE: How Did Galaxies Complete Reionization? Evidence for Excess IGM Transmission around ${\rm [O\,{\scriptstyle III}]}$ Emitters during Reionization
利用JWST ASPIRE巡天数据研究z≈5.4-6.5处[O III]发射线星系与Lyα森林的互相关,发现其周围存在过量IGM透射和超过50 cMpc的电离泡,表明再电离晚期需要更多暗弱星系或更大尺度紫外背景,对现有再电离模拟提出挑战。
2025-03-10 astro-ph.CO astro-ph.GA
MIDIS: Unveiling the Role of Strong Ha-emitters during the Epoch of Reionization with JWST
本研究基于 JWST/MIRI 超深成像分析 z≈7–8 的强 Hα 发射体,测量其电离光子效率、逃逸比例和电离辐射率,表明年轻低质量 HAE 可能是再电离的重要贡献者。
2024-06-13 astro-ph.CO astro-ph.GA
Diversity of the Lyman continuum escape fractions of high-$z$ galaxies and its origins
莱曼连续谱(LyC)逃逸分数是决定星系对宇宙再电离贡献的一个关键量。已经知道,通过观测和数值模拟估计的逃逸分数显示出很大的差异。然而,多样性的起源仍然不确定。在这项工作中,要了解什么数量的星系负责控制逃逸分数,我们数值评估逃逸分数进行光线跟踪计算与简化的盘星系模型。利用光滑圆盘模型,我们研究了逃逸分数与电离源位置的关系,发现逃逸分数的变化可达$\sim 3$数量级。还发现,晕质量的盘尺度高度的依赖性决定了逃逸分数是否增加或减少与晕质量。在团簇圆盘模型中,由于团簇间区域的密度降低,逃逸分数随着团簇质量分数的增加而增加。此外,我们发现,团块调节逃逸分数通过两种方式时,总的团块质量占主导地位的总气体质量;逃逸分数是控制的覆盖因子的团块,如果团块是密集的足以阻止LyC光子,否则的团块工程,以减少逃逸分数通过增加重组事件在星系中的总数。
2017-11-14 astro-ph.CO astro-ph.GA
Future Constraints on the Reionization History and the Ionizing Sources from Gamma-ray Burst Afterglows
我们预测的再电离的历史约束,推断从莱曼α阻尼翼吸收功能,为未来的样本$\sim 20$ $z \geq 6$伽马射线暴(GRB)余辉。我们描述了每个余辉光谱的三参数模型。首先,L表征了GRB宿主晕周围电离区域的大小(“气泡大小”)。第二,$\langle{x_{\rm HI}\rangle}$是伽玛暴周围电离泡外部的体积平均中性分数,其近似为空间均匀的。最后,$N_{\mathrm{HI}}$表示与GRB宿主星系相关的局部阻尼莱曼α吸收体(DLA)的柱密度。电离区域的尺寸分布是从再电离的数值模拟中提取的,并且在再电离时期(EoR)强烈地演变。模型DLA柱密度遵循从当前GRB余辉谱确定的经验分布。我们使用Fisher矩阵形式主义预测的$\langle{x_{\rm HI}(z)\rangle}$的限制,可以从后续的余辉光谱与SNR = 20每R=3,000分辨率的元素在连续。我们发现,中性部分可以确定优于10-15\%(1- $σ$)的准确度,从这个数据跨越多个独立的红移箱在$z \sim 6-10$,跨越大部分的EoR,虽然精度下降了一些接近年底的再电离。在$z \geq 6$用$80$伽玛暴余辉进行更有前途的巡天,可以将这里的精度提高一个因子$2$,并将测量范围扩大到$z \sim 14$。我们进一步讨论了如何将这些约束条件与电离光子逃逸分数的估计相结合,从DLA柱密度分布对伽玛…
2021-05-05 astro-ph.CO astro-ph.GA
Reducing low signal-to-noise FUSE spectra: confirmation of Lyman continuum escape from Haro 11
在宇宙再电离的早期阶段,Galerkin被认为是Lyman连续谱(LyC)光子的主要提供者。然而,对于逸出分数和泄漏背后的机制知之甚少。为了了解更多,人们可以观察局部天体,但到目前为止,只有一个低z星系显示出发射LyC辐射的迹象。Bergvall等人(2006)利用远紫外线光谱探测器(FUSE)的数据,发现蓝色致密星系Haro 11的电离光子绝对逃逸分数(f_esc)为4-10%。然而,Grimes等人(2007)在相同数据集上使用更新版本的还原管道时无法证实这一点,并推导出f_esc \leq 2%的上限。在这里,使用管道CalFUSE v3.2的最新版本,我们的目标是解决Haro 11是否正在发射电离辐射到显著水平的问题。我们还研究了减少管道的微弱目标,如哈罗11的性能。在这些微弱的通量水平下,FUSE和CalFUSE都被推到了极限,并进行了详细的分析。我们发现,非同时背景估计是不充分的,当工作与低信噪比的数据,和一个新的背景模型的基础上开发的检测器响应的直接拟合。应用新的背景拟合,LyC中的显著信号出现在覆盖这些波长的两个检测器段中。因此,在LyC无气辉区域测量的仅夜间数据的通量密度f_900=4.0 *10^{-15} erg/s/cm^2/cm(S/N=4.6)证实了泄漏。这对应于f_esc=3.3 \pm 0.7%的Haro 11的电离光子的绝对逃逸分数。通过研究CII…
2011-07-04 astro-ph.CO
Mapping Obscuration to Reionization with ALMA (MORA): 2mm Efficiently Selects the Highest-Redshift Obscured Galaxies
我们目前的最大的阿塔卡马大毫米和亚毫米阵列(ALMA)空白领域连续调查进行的最新,映射遮蔽再电离与ALMA(MORA)调查覆盖184弧分$^2$在2毫米的特点。在13个探测到的$σ$高于5的星系中,有12个是来自星系的辐射,其中11个主要是冷尘埃辐射。这些源的中位红移为$\langle z_{\rm 2mm}\rangle=3.6^{+0.4}_{-0.3}$,主要基于光学/近红外(OIR)光度红移和一些光谱红移,其中77个$\pm$为$z>3$源的11%,38个$\pm$为$z>4$源的12%。这意味着2 mm选择是识别最高红移尘埃恒星形成星系(DSFG)的有效方法。较低红移的DSFGs($z<3$)比$z>3$中的DSFGs多得多,但可能会在2 mm处退出。MORA表明,恒星形成率超过300 M $_\odot$ yr $^{-1}$的DSFG和相对稀少的$\sim$ 10 $^{-5}$ Mpc $^{-3}$对$3<z<6$之间的综合恒星形成率密度贡献了30%。2 mm选定的DSFG的体积密度与一些宇宙学模拟的预测一致,并且与其假设后代的体积密度相似:$z>2$的大质量静止星系。MORA源的光谱能量分布的分析提示在陡峭的气象测量的灰尘比典型的文献研究,与$\langleβ\rangle=2.2^{+0.5}_{-0.4}$发射率指数。MORA调查代表了在宇宙最初几十亿年中进…
2021-10-13 astro-ph.CO astro-ph.GA
The production and escape of Lyman-Continuum radiation from star-forming galaxies at z~2 and their redshift evolution
我们研究了电离光子的产生率的588 H PDMATHAMM发射体(HAE)和160莱曼-PDMATHAMM发射体(LAES)在PDMATHAMN在COSMOS领域,以评估隐含的发射率从星系,根据他们的紫外光度。通过用GALEX/ $NUV$数据探索静止框架莱曼连续统(LyC),我们通过中值(平均值)叠加找到f $_{\rm esc} < 2.8\, (6.4)$ %。通过结合H $α$光度密度与IGM发射率测量的吸收研究,我们发现一个全球平均的$\langle$ f $_{\rm esc}\rangle$的$5.9^{+14.5}_{-4.2}$ %在$z=2.2$,如果我们假设HAE是电离光子的唯一来源。我们发现在$z\approx3-5$处的全局$\langle$ f $_{\rm esc}\rangle$的类似低值,也排除了在$z<5$处的高$\langle$ f $_{\rm esc}\rangle$。这些低逃逸分数使我们能够测量$ξ_{ion}$,即每单位紫外光光度产生的电离光子数,并研究这如何取决于星系的性质。我们发现HAE的典型$ξ_{ion} \approx 10^{24.77\pm0.04}$ Hz erg $^{-1}$和LAE的典型$ξ_{ion} \approx 10^{25.14\pm0.09}$ Hz erg $^{-1}$。LAE和低质量HAE在$z=…
2016-11-15 astro-ph.CO astro-ph.GA
UNCOVER: A NIRSpec Census of Lensed Galaxies at z=8.50-13.08 Probing a High AGN Fraction and Ionized Bubbles in the Shadow
本研究基于 JWST NIRSpec 光谱确认了 z=8.50-13.08 的高红移透镜星系,发现极高比例的活动星系核(AGN)并证实其可能存在于共享的电离气泡中,揭示了 AGN 对宇宙再电离的重要贡献。
2024-11-18 astro-ph.CO astro-ph.GA