The Birth of a Galaxy - III. Propelling reionisation with the faintest galaxies
来自星系的星光在整个宇宙再电离过程中起着关键作用。我们利用宇宙辐射流体力学模拟，从星族III祖先开始，对质量高达10^9太阳质量的晕中z > 7的矮星系的性质进行了统计。我们发现，富含金属的恒星的形成并不局限于原子冷却（$T_{\rm vir} \ge 10^4$ K）晕，而是可以发生在质量低至10^6太阳质量的晕中，特别是在中性区域。尽管这些最小的星系中只有10^4太阳质量的恒星，但它们提供了近30%的电离光子预算。我们发现星系光度函数在M_UV ~-12以上是稳定的，而在z < 10时数密度不变。逃逸到星系际介质中的电离辐射的比例与晕质量成反比，在质量范围$\log M/M_\odot = 7.0-8.5$内从50%下降到5%。使用我们的星系统计的半解析再电离模型，我们发现汤姆逊散射光学厚度与最新的普朗克结果相一致，同时仍然是一致的，在z = 4-6的Ly $α$森林观测提供的紫外线发射率的限制。
2014-05-19 astro-ph.CO astro-ph.GA
Revealing the cosmic reionisation history with fast radio bursts in the era of Square Kilometre Array
揭示宇宙再电离的历史处于河外天文学的前沿。宇宙微波背景（CMB）极化的功率谱可以用来约束再电离历史。在这里，我们提出了一个不依赖于CMB的方法，使用快速射电暴（FRB）直接测量星系际介质（IGM）的电离分数作为红移的函数。FRB是新的天文瞬变与毫秒的时间尺度。它们的分散测量（DM $_{\rm IGM}$）是IGM中电离物质量的指标。由于微分DM $_{\rm IGM}$对红移是成比例的电离分数，我们的方法使我们能够直接测量的再电离的历史，而无需任何假设其功能的形状。作为概念的证明，我们构建了模拟非重复FRB源与平方公里阵列检测，假设三个不同的再电离历史与汤姆逊散射的光学深度相同。我们考虑了三种情况下的红移测量：（A）光谱红移的所有模拟数据，（B）光谱红移的10%的模拟数据，和（C）红移估计的FRB之间的经验关系的时间-积分亮度和休息帧固有的持续时间。在所有情况下，再电离的历史是一致的重建模拟FRB数据使用我们的方法。我们的研究结果表明，未来的FRB约束再电离的历史的能力。
2021-02-05 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
First Light And Reionisation Epoch Simulations (FLARES) XIII: The Lyman-continuum emission of high-redshift galaxies
本文利用 FLARES 模拟分析 z=5–10 大质量星系的 LyC 辐射，量化电离光子产生效率及其与紫外斜率、OIII 等值宽度的关系，并评估恒星与 AGN 的贡献。
2023-08-21 astro-ph.CO astro-ph.GA
GLIMPSE-D: Metallicity Decline in Faint Galaxies: Implications for [O III]+Hb Luminosity Function and Reionisation Budget
University of Geneva（日内瓦大学）；CNRS, IRAP（法国国家科学研究中心，天体物理研究所）；Stockholm University（斯德哥尔摩大学）；Univ Lyon1（里昂第一大学）；The University of Texas at Austin（得克萨斯大学奥斯汀分校）；Space Telescope Science Institute（太空望远镜科学研究所）；Rutgers University（罗格斯大学）；Institut d’Astrophysique de Paris（巴黎天体物理研究所）
利用GLIMPSE-D巡天中54个z=6-9星系的数据，测量R3=[O III]5008/Hb比值，发现Muv>-18的暗弱星系金属丰度显著下降，并建模其对[O III]+Hb光度函数和电离光子产生率的影响，支持恒星形成星系主导再电离。
2026-06-11 astro-ph.GA
First Light And Reionisation Epoch Simulations (FLARES) V: The redshift frontier
詹姆斯韦伯太空望远镜（JWST）将改变天文学的许多领域，其中最令人兴奋的是将红移前沿扩展到$z>10$。仅在第一年，JWST就应该发现数百个星系，使目前已知的少数星系相形见绌。为了准备这些强大的观测约束，我们使用的第一光和再电离时代（耀斑）模拟预测的物理和观测特性的$z>10$人口的星系访问JWST。这是第一次使用在低红移验证的流体动力学模型进行这样的预测。我们在$z=10$的预测与当前观测对远紫外光度函数和紫外连续斜率$β$的限制基本一致，尽管观测的不确定性很大。我们注意到Harikane等人（2022）最近的约束$z\sim 13$的紧张关系-与这些约束相比，FLARES预测具有相同空间密度的物体应该具有低一个数量级的光度，尽管如果这些系统中的尘埃衰减可以忽略不计，这会稍微减轻。我们的预测表明，在JWST的第一个周期，周围的$600$星系应在$z>10$，与第一个小样本可在$z>13$。
2022-04-20 astro-ph.GA
Fisher matrix forecasts on the astrophysics of galaxies during the epoch of reionisation from the 21-cm power spectra
本研究利用Fisher矩阵与MERAXES模型，结合未来SKA的21厘米功率谱模拟观测及紫外光度函数等数据，对再电离时期首批星系的关键天体物理参数实现了高精度约束预测。
2023-08-23 astro-ph.CO astro-ph.GA
Imprints of the super-Eddington accretion on the quasar clustering
超爱丁顿质量吸积被认为是形成超大质量黑洞的有效机制。我们使用一个基于大体积宇宙学$N$体模拟的星系和类星体形成的新半解析模型研究了超爱丁顿吸积过程的辐射效率对类星体成簇的影响。我们的模型包括一个简单的类星体的辐射效率模型，它模仿了光子捕获的高质量吸积率的效果。我们发现，辐射效率模型影响类星体光度与类星体晕质量之间的关系。当类星体光度没有上限时，类星体晕质量对类星体光度的依赖性很弱。另一方面，当类星体的光度受其爱丁顿光度限制时，它对类星体的光度有显著的依赖性。在后一种情况下，类星体的偏置也依赖于类星体的光度，亮类星体的偏置与观测结果一致。我们的结果表明，类星体聚集研究可以为吸积盘模型提供约束。
2017-06-21 astro-ph.CO astro-ph.GA
First Light And Reionisation Epoch Simulations (FLARES) XI: [OIII] emitting galaxies at $5<z<10$
本研究利用FLARES模拟预测高红移星系的[OIII]发射特征，发现预测与多数JWST观测约束一致，但无法复现高等值宽度源尾部及极端发射线源数密度，为后续观测验证提供理论参考。
2023-04-14 astro-ph.GA
BEoRN: A fast and flexible framework to simulate the epoch of reionisation and cosmic dawn
本研究提出公开的Python模拟框架BEoRN，基于N体模拟生成宇宙黎明与再电离纪元的21厘米信号三维图，通过光子重分配保证守恒，三类基准模型符合现有观测，覆盖该时期的主要不确定性。
2023-05-30 astro-ph.CO astro-ph.GA
First Light And Reionisation Epoch Simulations (FLARES) II: The Photometric Properties of High-Redshift Galaxies
我们提出的光度学性质的星系在第一光和再电离时代模拟（耀斑）。模拟跟踪星系的演化在一个范围内的overdensities通过再电离时代（EoR）。与一种新的加权方案，我们结合这些overdensities，显着扩展所观察到的复合分布函数的动态范围相比，定期模拟箱。耀斑预测了一个明显更多的内在明亮的星系，这可以通过一个简单的模型来解释，该模型将尘埃衰减与星际介质的金属含量联系起来，使用视线（LOS）消光模型。利用这个模型，我们给出了$z \in [5,10]$耀斑星系的光度特性。我们表明，紫外（UV）光度函数（LF）匹配的观察在所有的红移。该函数是由Schechter和双幂律形式，后者有利于在这些红移的耀斑复合紫外LF。我们还提出了预测的紫外线连续斜率以及在紫外线的衰减。环境对紫外LF的影响也进行了探讨，最明亮的星系形成在密集的环境。然后，我们提出了一些突出的星云发射线所产生的星系的线光度和等效宽度，找到与现有的观测大致一致。我们还研究了被遮蔽和未被遮蔽的恒星形成的相对贡献，在这些红移中找到了可比的贡献。
2020-12-14 astro-ph.GA
SPICE: the connection between cosmic reionisation and stellar feedback in the first galaxies
本文通过SPICE辐射流体动力学模拟系统研究第一代星系中不同恒星反馈模式对宇宙再电离的影响，发现爆发式反馈更早驱动再电离并产生更多色散主导星系，且这类星系具有显著更高的LyC逃逸率。
2024-10-22 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
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 brighter galaxies reionised the Universe
宇宙中的氢在红移$z \approx 10$和$z \approx 6$之间被（再）电离。电离辐射源的性质引起了激烈的争论，低于当前探测极限的微弱星系被认为是主要候选者。在这里，我们考虑一个方案，电离光子逃逸通过通道穿孔的星际介质由恒星爆发的流出。我们考虑到的观察，只有当恒星形成密度足够高时，才会发生强烈的外流，并估计星系平均逃逸分数作为红移和光度的函数，从解决恒星形成表面密度在EAGLE宇宙流体动力学模拟。我们发现，从星系逃逸的电离光子的比例随着红移的增加而迅速增加，在$z > 6$达到5- 20%的值，较亮的星系具有较高的逃逸比例。将逃逸分数对亮度和红移的依赖性与观察到的亮度函数相结合，我们证明星系发射足够的电离光子来匹配现有的再电离约束，同时也匹配观察到的再电离后的紫外背景。我们的研究结果表明，超过目前哈勃太空望远镜探测极限的星系会释放出使宇宙再电离所需的电离辐射的一半。
2016-02-08 astro-ph.CO astro-ph.GA
First Light And Reionisation Epoch Simulations (FLARES) XIV: The Balmer/4000~Å Breaks of Distant Galaxies
本文利用 FLARES 模拟和 SYNTHESIZER 工具研究 z>6 星系巴耳末/4000 Å 断裂的起源，发现其强度主要受尘埃衰减驱动，对年龄诊断较弱，但可结合紫外与光学光度约束恒星形成和恒星质量。
2023-05-29 astro-ph.GA
The impact of cosmic ray feedback during the epoch of reionisation
EPFL（洛桑联邦理工学院）；Centre de Recherche Astrophysique de Lyon, CNRS UMR 5574, Univ. Lyon, Ens de Lyon（里昂天体物理研究中心）；Institut d’Astrophysique de Paris, CNRS, UMR 7095, Sorbonne Université（巴黎天体物理研究所）；Department of Astronomy, Yonsei University（延世大学天文学系）；Department of Astrophysical Sciences, Princeton University（普林斯顿大学天体物理科学系）；Program in Applied and Computational Mathematics, Princeton University（普林斯顿大学应用与计算数学项目）
本文利用两组 Sphinx 宇宙学辐射-磁流体动力学模拟比较强超新星反馈与宇宙线反馈，发现后者虽能调节恒星形成，却填充低密度空腔并抑制电离光子逃逸，导致再电离不完全。
2025-10-20 astro-ph.GA
Lyman-$α$ as a tracer of cosmic reionisation in the SPHINX radiation-hydrodynamics cosmological simulation
Ly $α$发射线是宇宙再电离最有前途的探测器之一，但由于内在演化和内部辐射转移效应，隔离IGM电离状态变化的特征具有挑战性。我们提出的第一个研究的演变的Ly $α$发射器（LAE）在时代的再电离的基础上，一个完整的辐射流体动力学宇宙学模拟，能够捕捉到大尺度的再电离过程和小尺度的属性的星系。在$6\leq z\leq9$的$10^3$ cMpc $^3$ SPHINX模拟中，通过计算从ISM到IGM尺度的全Ly $α$辐射转移，预测了星系的Ly $α$辐射. SPHINX能够再现许多观测约束，如UV/Ly $α$光度函数和恒星质量函数在z $\geq$ 6的动力学范围探测我们的模拟（$M_{\rm 1500}\gtrsim-18$，$L_{\rm Lyα}\lesssim10^{42}$ erg/s，$M_{\star}\lesssim10^9$ M $_{\odot}$）。由于内在的Ly $α$发射和内部Ly $α$逃逸分数几乎没有从$z=6$发展到9，观察到的Ly $α$光度随红移增加的抑制完全归因于IGM吸收。对于大多数可观测的星系（$M_{\rm 1500}\lesssim-16$），由于内部辐射传输效应，减轻了IGM吸收的影响，Ly $α$线轮廓略微向红色移动。总的来说，再电离期间增强的Ly $α$抑制很好地追踪了IGM中性部分$x_{\rm HI}$，但这种降低的预测幅…
2021-04-07 astro-ph.GA
[CII] luminosity models and large-scale image cubes based on COSMOS 2020 and ALPINE-ALMA [CII] data back to the epoch of reionisation
本研究利用COSMOS 2020星系表与ALPINE-ALMA数据构建[CII]发射线强度测绘模拟立方体，给出FYST巡天信号的功率谱下限，验证暗端外推法的可行性，指出高红移结果受数据完备性限制待未来JWST数据改进。
2024-09-13 astro-ph.GA
The origin of failed subhaloes and the common mass scale of the Milky Way satellite galaxies
我们研究了在高分辨率流体动力学模拟中形成的类银河星系的卫星星系的形成历史和现今结构。模拟的卫星在光度上跨越了近4个数量级，但在其内部600 pc范围内具有非常相似的质量，约为3 10^7 M_solar，几乎没有散射。这一结果与最近的测量矮球状星系（dSphs）在银河系中的Strigari等人。在我们的模拟中，一个首选的质量尺度自然产生的气体的早期再电离的影响。这对可以冷却气体和制造恒星的晕的圆速度施加了约12 km/s的急剧阈值。目前，拥有与经典银河系矮星一样明亮的卫星（L_V > 2.6 × 10^5 L_solar）的subhalo通常已经发展到具有$> 20 km/s的圆速度。然而，今天有类似的圆速度的subhaloes，然而，在再电离时低于阈值，因此保持黑暗。当晕被吸积到主要的星系祖先中时，在阈值以上的晕中的恒星形成被截断。因此，今天矮卫星的许多性质，如光度和恒星形成率，都是由它们的吸积时间决定的。
2009-09-11 astro-ph.CO astro-ph.GA
The role of galaxies and AGN in reionising the IGM -- III : IGM-galaxy cross-correlations at z~6 from 8 quasar fields with DEIMOS and MUSE
我们提出了改进的测量结果的星系和星系际介质（IGM）的传输在再电离结束时的相关性。我们从$8$背景$z\gtrsim 6$类星体的视线上收集了一个由光谱证实的莱曼破裂星系（LBG）和$21$莱曼- $α$发射体（LAE）的样本，它们的角间距为$20'' \lesssim θ\lesssim 10'$（$z\sim 6$的$\sim 0.1-4$ pMpc）。我们首次报告了在来自LAE（$3.2σ$）和LBG（$1.9σ$）的$\sim 10-60$ cMpc处检测到过量的Lyman-$α$传输尖峰。我们用改进的银河系-莱曼- $α$传输模型和两点互相关解释数据，其中包括由于成簇的微弱源而增强的光电离，观测到的LAE（LBG）-Lyman-$α$透射尖峰两点互相关函数（2 PCCF）限制了中心亮天体的亮度，并对中心亮天体的平均自由程的空间变化产生了影响。对$\langle f_{\rm esc} \rangle_{M_{\rm UV}<-12} = 0.14_{-0.05}^{+0.28}\,(0.23_{-0.12}^{+0.46})$再电离有贡献的所有星系的平均逃逸分数。我们调查，如果2 PCCF测量可以确定是否明亮或暗淡的星系是再电离的主要贡献者。我们的研究结果表明，从昏暗的星系（$M_{\rm UV} > -20 \, (2σ)$）的贡献是必要的复制观察到的2 PCCF和再电…
2020-04-24 astro-ph.CO astro-ph.GA
On the star formation efficiency in high redshift Lyman-α emitters
本文提出了高红移Lyman-α发射体（LAEs）的半解析模型，以限制这些星系的恒星形成效率。我们的超新星反馈诱导恒星形成模型以及Sheth-Tormman晕质量函数正确地再现了红移z = 2 ~ 7.3范围内LAEs的UV和Lyman-α光度函数的形状、振幅和红移演化。我们发现Lyman-α发射星系的比例随着红移的增加而增加，在再电离后不久达到1。然而，我们发现，在这些LAEs的恒星形成效率并没有显示任何红移的演化在现有的观测的不确定性。这将对星系际介质的再电离产生重大影响。
2019-06-22 astro-ph.GA
The imprint of the first stars on the faint end of the white dwarf luminosity function
本文利用半解析模型A-SLOTH模拟类银河系中白矮星种群的形成与演化，推导其亮度函数，并证明暗端特征可揭示第三族恒星遗迹，为低到中等质量第三族恒星的存在提供间接证据。
2024-09-01 astro-ph.GA astro-ph.SR
Astraeus X: Indications of a top-heavy initial mass function in highly star-forming galaxies from JWST observations at z>10
本文在 astraeus 框架中引入随气体密度变得偏顶重的演化 IMF，发现其可再现 z=5–15 紫外光度函数并提升 z>10 亮星系丰度，同时使再电离更早开始。
2024-12-20 astro-ph.CO astro-ph.GA
Introducing the FirstLight project: UV luminosity function and scaling relations of primeval galaxies
我们介绍的FirstLight项目，旨在产生一个大的数据库的高分辨率，放大模拟星系形成的时代周围的再电离（$z\geq6$）。该程序的第一个结果与最近的观测约束在z=6-8，包括紫外光度函数和星系恒星质量函数，以及晕质量，恒星质量和紫外星等之间的标度关系吻合得很好。在MUV>-14以下，由于最大圆速度为V=30-40 km/s的晕中的恒星反馈，UV光度函数开始变平。光度函数的幂律斜率随红移迅速变化，在z=10时达到alpha=-2.5。另一方面，星系恒星质量函数在z=8-10之间随时间缓慢演化，特别是在低质量端。
2017-06-02 astro-ph.GA
Tracing the evolution of dust obscured star-formation and accretion back to the reionisation epoch with SPICA
我们目前对高红移（z> 3 - 4）恒星形成和吸积光度的了解，以及它们之间可能的联系，主要依赖于静止坐标系紫外（UV）的观测，这受到尘埃遮蔽的强烈影响。由于过去和现在的红外（IR）仪器缺乏灵敏度，到目前为止还不可能瞥见尘埃遮蔽的宇宙的早期阶段。在下一代红外天文台中，SPICA在12 - 350微米范围内进行观测，将是唯一能够使我们在理解模糊恒星形成率和黑洞吸积率密度（分别为SFRD和BHARD）方面取得所需飞跃的设施，相对于斯皮策和赫歇尔在z <3的中红外和远红外的成就。特别是，SPICA将具有独特的能力，可以追踪被遮蔽的SFRD和BHARD在宇宙时间内的演变，从它们的活动高峰回到再电离时期（即，3 <z <6 - 7），其前身有严重的局限性。在这里，我们讨论的潜力，深和浅的测光调查进行SPICA中红外仪器（SMI），使非常低的水平的影响，尘埃遮蔽在一个带中心在34微米。SPICA将进行的这些独特的无偏光度测量将通过SPICA光谱仪和其他设施在较短和较长波长下进行观测，目的是充分了解AGN和恒星形成星系在再电离后的演变。
2017-10-06 astro-ph.GA
A galactic tug-of-war: how (not) to simultaneously fit the Milky Way satellite luminosity function and the mass-metallicity relation
Institute for Computational Cosmology, Department of Physics, Durham University（达勒姆大学计算宇宙学研究所物理系）
研究通过神经网络和敏感性分析探讨银河系卫星光度函数和质量-金属量关系的影响因素，发现反馈和再电离的相互作用塑造了暗弱端，但无法同时拟合两者，揭示了参数调整的内部矛盾。
2026-03-31 astro-ph.GA
Galactic ionising photon budget during the Epoch of Reionisation in the Cosmic Dawn II simulation
宇宙黎明（“CoDa”）II产生了第一个具有学术意义的确定不同晕质量的星系对再电离的相对贡献，从一个完全耦合的辐射-流体动力学模拟足够大的再电离时代（$\sim$ 100 Mpc）来模拟全球再电离，同时解决$\sim 10^8 M_\odot$以上所有星系晕的形成。高质量晕内的细胞传输是双模式的-电离细胞是透明的，而中性细胞吸收它们的恒星产生的光子-晕逃逸分数$f_{esc}$反映了这些模式之间恒星形成率（“SFR”）的平衡。后者在较高的晕质量下越来越普遍，降低了$f_{esc}$（我们提供了与我们的结果的分析拟合），而晕逃逸光度与$f_{esc} \times$ SFR成正比，随质量增加而增加。在z=7时，当宇宙50%电离时，暗物质质量在$6.10^{8} M_\odot < M_h < 3.10^{10} M_\odot$内的晕产生$\sim 80$ %的逃逸光子，使它们成为宇宙再电离的主要驱动力。质量较小的晕，虽然数量较多，但SFR较低，尽管它们的$f_{esc}$较高，但贡献的光子预算不到10%。高质量晕太少，太不透明，尽管它们的SFR很高，但仍贡献了$<10$ %。当质量函数和再电离一起推进时，在较高（较低）的红移处，主要的质量范围较低（较高）（例如，在z处，$=8.5$，x $_{\rm HI}=0.9$，$M_h < 5.10^9 M_\odot$晕贡献了$\sim$…
2020-06-18 astro-ph.GA
First Light And Reionisation Epoch Simulations (FLARES) XII: The consequences of star-dust geometry on galaxies in the EoR
基于 FLARES 流体动力学模拟，研究恒星—尘埃几何对 EoR 星系紫外衰减、UVLF、Balmer 减缩、BPT 比值及视角依赖性的影响。
2023-12-11 astro-ph.GA
Resolved UV and [CII] structures of luminous galaxies within the epoch of reionisation
我们提出了新的深ALMA和HST/WFC 3观测MASOSA和VR 7，两个发光的Ly $α$发射体（LAES）在$z=6.5$，其中紫外连续谱水平不同的一个因素四。没有红外尘埃连续辐射被检测到，表明少量的恒星形成和/或高尘埃温度。MASOSA，具有UV光度M $_{1500}=-20.9$、紧凑的尺寸和非常高的Ly $α$ EW $_{0}\approx145$ A，在[CII]中未检出L $_{\rm [CII]}<2.2\times10^7$ L $_{\odot}$的限度，这意味着金属性$Z\lesssim0.07 Z_{\odot}$。有趣的是，我们的HST数据显示了一个红色的紫外线斜率$β=-1.1\pm0.7$，与低尘埃含量不一致。VR 7是一个明亮的（M $_{1500}=-22.4$）星系，具有中等的颜色（$β=-1.4\pm0.3$）和Ly $α$ EW $_0 = 34$ A，在[CII]发射（S/N=15）中被清楚地探测到。VR 7的静止帧UV形态可以通过由$\approx1.5$ kpc分离的两个分量来描述，并且在全局上比[CII]发射更紧凑。全球的[CII]-UV比表明是$Z\approx0.2 Z_{\odot}$，但在千秒差距尺度上，UV-[CII]比变化很大。我们还确定扩散，可能流出，[CII]在$\approx 100$公里的$^{-1}$排放气…
2019-12-24 astro-ph.GA
Spectroscopic confirmation of a gravitationally lensed Lyman break galaxy at z$_{[CII]}$ = 6.827 using NOEMA
我们提出了光谱确认的最明亮的已知引力透镜莱曼break星系在再电离时代，A1703-zD 1，通过检测[C II]在红移z = 6.8269 +/- 0.0004。这个源被选在强透镜星系团Abell 1703之后，具有固有的L $_{UV}$ ~ L $^*$ $_{z=7}$光度和非常蓝的Spitzer/IRAC [3.6]-[4.5]颜色，意味着[O III]+H $β$的高等效宽度线发射。[C II]在6.1 $σ$与静止帧UV对应物共空间处被可靠地检测到，显示出相似的空间范围。校正透镜放大率后，A1703-zD 1的[C II]光度与局部L $_{[CII]}$ - SFR关系大致一致。我们发现一个明确的速度梯度为103 +/- 22公里/秒的整个源，这可能表明旋转或正在进行的合并。此外，我们目前的光谱扫描没有检测到[C II]以上的4.6 $σ$在两个非透镜莱曼break星系在EGS-CANDELS领域在z ~ 6.6 - 6.9。这是NOEMA第一次成功地用于观测z > 6的“正常”恒星形成星系中的[C II]，我们的结果表明它有能力补充ALMA，以确认星系的再电离时代。
2022-02-28 astro-ph.GA
First Light and Reionization Epoch Simulations (FLARES) XXII: UV-dust spatial offsets at the Epoch of Reionisation
University of Hertfordshire（赫特福德大学）；University of Sussex（萨塞克斯大学）；Technical University of Denmark（丹麦技术大学）；Academia Sinica（中央研究院）；University of Cambridge（剑桥大学）
利用FLARES模拟和辐射传输代码，统计了高红移星系中紫外与远红外发射峰的空间偏移，发现约16%的星系存在≥2.5 kpc的偏移，且偏移与恒星质量、光度等无关，而与更蓝的紫外斜率、早期恒星形成历史及金属丰度相关。
2026-11-03 astro-ph.GA
New Roads to the Small-Scale Universe: Measurements of the Clustering of Matter with the High-Redshift UV Galaxy Luminosity Function
宇宙黎明和再电离的时代为理解暗物质（DM）在我们宇宙中的作用提供了有希望的途径。在这些时期，第一批居住在宇宙中的星系居住在DM晕中，其质量比今天的同类要小得多。因此，这些星系的观测可以为我们提供一个处理DM的集群，否则目前无法访问的制度。在这项工作中，我们使用高红移紫外星系光度函数（UV LF）的数据从哈勃太空望远镜研究DM在小尺度上的聚类特性。特别是，我们提出了新的测量波数$0.5\,\mathrm{Mpc}^{-1} < k < 10\,\mathrm{Mpc}^{-1}$的物质功率谱约30%的精度，边缘化后获得的未知天体物理学。这些新的数据点覆盖了未知的红移范围$4\leq z\leq 10$，并涵盖了宇宙微波背景和大尺度结构观测所探测到的尺度。这项工作建立了紫外LF作为一个强大的工具，探测DM的性质在不同的制度比其他宇宙学和天体物理学数据集。
2022-04-01 astro-ph.CO astro-ph.GA hep-ph
Inside the bubble: exploring the environments of reionisation-era Lyman-$α$ emitting galaxies with JADES and FRESCO
本研究利用 JADES 和 FRESCO 数据分析了 17 个再电离时代 LAE 的环境，发现其 Ly$α$ 辐射需要尺寸约 0.1-1 pMpc 的电离气泡，且低光度源在产生这些气泡中起重要作用。
2024-01-03 astro-ph.GA
Dark influences: imprints of dark satellites on dwarf galaxies
在当前的$Λ$ CDM宇宙学模型的背景下，小的暗物质晕是丰富的，矮星系的卫星预计将主要是黑暗的。由于低质量星系具有较小的重子分数，与这些卫星的相互作用可能会留下特别引人注目的印记。我们揭示了这些暗卫星中最大的影响盘状矮星系和可能的动力学和形态的转变，从这些相互作用的结果。我们使用一套精心设置的，受控的孤立矮星系模拟。主矮星系在暗物质晕中只有一个恒星盘，而次矮星系则完全没有重子。我们改变盘质量，晕浓度，初始盘厚度和卫星轨道倾角。盘状矮星系被加热和破坏，由于轻微的合并事件，更极端的卫星盘质量比高，形态和运动学显着改变。此外，对于不太集中的晕，轻微的合并可以完全摧毁盘，留下一个低光度的类球状星系。我们的结论是，矮星系是非常容易受到干扰的暗星系，即使是一个轻微的合并事件可以显着破坏和改变的结构和运动学的矮星系。这一过程可能被看作是矮球状星系形成的一个新通道。
2014-11-27 astro-ph.CO astro-ph.GA
Quasar Impostors: Two Extremely UV-Bright ($M_{\rm UV}\approx-23.5$) Reionisation-Epoch Galaxies Powered by Very Massive Stars
Leiden University（莱顿大学）；University of California, Santa Barbara（加州大学圣塔芭芭拉分校）；Heidelberg University（海德堡大学）；Max-Planck-Institut für Astronomie（马克斯·普朗克天文学研究所）；University of California, Los Angeles（加州大学洛杉矶分校）
本研究发现两颗曾被归为类星体的再电离时期极亮星系，证实大质量恒星可驱动这类星系，需重新审视重叠区域的源分类及相关统计特征。
2026-08-20 astro-ph.GA astro-ph.SR
Low-mass bursty galaxies in JADES efficiently produce ionising photons and could represent the main drivers of reionisation
本研究基于JADES Deep的677个z≈4–9星系，利用NIRCam发射线和Prospector拟合估算ξion，发现低质量爆发星系高效产生电离光子，可能是宇宙再电离的主要驱动者。
2023-10-02 astro-ph.GA
Testing the near-far connection with FIRE simulations: inferring the stellar mass function of the proto-Local Group at z > 6 using the fossil record of present-day galaxies
利用FIRE-2模拟中882个低质量星系，验证了通过现今本地群星系化石记录可无偏重建z > 6时低质量端恒星质量函数斜率的“近-远”方法。
2023-09-18 astro-ph.CO astro-ph.GA
Ionising properties of galaxies in JADES for a stellar mass complete sample: resolving the cosmic ionising photon budget crisis at the Epoch of Reionisation
基于JADES巡天中15721个星系样本，利用Prospector拟合测光数据，发现电离光子产生效率随红移和紫外星等的演化比先前报道更平缓，并识别出两个不同星族；结合光度函数约束宇宙电离光子预算，表明M_UV在-16到-20之间的星系可产生足够光子电离宇宙。
2024-11-08 astro-ph.GA
Deciphering the imprint of AGN feedback in Seyfert galaxies: Nuclear-scale molecular gas deficits
基于64个邻近盘星系的ALMA/PdBI多线CO观测，发现高光度AGN的环核盘中冷分子气体浓度显著下降，证实了AGN反馈对核尺度分子气体分布的极端印记。
2024-06-17 astro-ph.GA
GALLUMI: A Galaxy Luminosity Function Pipeline for Cosmology and Astrophysics
对高红移星系的观测为我们提供了一个丰富的工具来研究再电离时代的物理学。这些天体的光度函数（LF）是控制星系形成的复杂过程的间接示踪剂，包括第一个暗物质结构。在这项工作中，我们提出了一个广泛的分析紫外星系LF在高红移提取宇宙学和天体物理参数。我们提供了一些唯象的方法在模拟的紫外线LF，并考虑到各种来源的不确定性和系统学在我们的分析，包括宇宙方差，尘埃消光，散射的晕星系连接，和Alcock Paczyrobski效应。使用紫外LF测量从哈勃太空望远镜连同外部数据的物质密度，我们推导出的大规模的物质集群振幅为$σ_8=0.76^{+0.12}_{-0.14}$，边缘化后的未知天体物理参数。我们发现，与目前的数据，这一结果是我们选择的天体物理建模，以及校准的基础晕质量函数只有弱敏感。作为交叉检查，我们使用来自IllustrisTNG流体动力学模拟的模拟数据运行我们的分析管道，并找到与其输入宇宙学一致的结果。此外，我们对未来的太空望远镜进行了简单的预测，预计比我们目前的结果提高约30%。最后，我们得到的天体物理参数和这里考虑的模型的晕星系连接的约束。在这项工作中讨论的所有方法都是以通用的似然码GALLUMI的形式实现的，我们将其公开。
2022-04-01 astro-ph.CO astro-ph.GA hep-ph
Modelling the luminosities and sizes of radio galaxies: radio luminosity function at z = 6
我们提出了一个模型来预测射电星系的光度函数和它们的线性尺寸分布在任何红移。该模型以一个黑洞质量函数和爱丁顿比分布作为输入，并跟踪射电源的演变，同时考虑同步，绝热和逆康普顿能量损失。我们首先在z = 2处测试模型，其中大量的无线电数据是可用的，并表明无线电光度函数（RLF）与观测结果是一致的。我们能够再现的光度函数，分离本地的FRI和FRII射电源的中断。我们对z = 2处的线性尺寸分布的预测也与观察到的分布相匹配。然后，我们用我们的模型来预测RLF和线性尺寸分布在z = 6，因为这是时代的射电星系可以被用来作为探针的再电离。我们证明，较高的逆康普顿损失导致更短的源寿命和更小的尺寸在高红移。预测的大小与通常观察到的红移趋势一致。我们发展z = 2 RLF的基础上观察到的类星体的空间密度在高红移，并表明我们的RLF预测在z = 6是一致的。最后，我们预测检测0.63，0.092和0.0025 z>=6源每平方米。在0.1、0.5和3.5 mJy的通量密度极限下，我们评估的覆盖面积和深度之间的权衡，并表明，LOFAR调查的通量密度限制为0.1和0.5毫焦耳将是最有效的检测大量的z>=6的无线电源。
2017-05-09 astro-ph.GA
Simulating the effect of photoheating feedback during reionization
我们提出了自洽的辐射流体动力学模拟的氢再电离与Arepo-RT补充了国家的最先进的星系形成模型。我们研究如何光热反馈，由于再电离，形状的星系属性。我们的基准模型完成再电离的$z\approx6$和匹配观测的Ly $α$森林，CMB电子散射光学厚度，高红移紫外光度函数，和恒星质量函数。与以前的工作相反，光加热抑制恒星形成率超过$50\%$只在晕小于$\sim10^{8.4}\ M_\odot$（$\sim10^{8.8}\ M_\odot$）在$z=6$ $(z=5)$，表明效率低下的光加热反馈的光子在星系内。与我们的基准模型相比，在$z\approx10.7$中使用均匀的紫外线背景加热气体会产生更早的恒星形成抑制。这种差异可以通过采用具有更真实的再电离历史的UV背景模型来减轻。在没有恒星反馈的情况下，光加热只能使质量小于$\sim10^9\ M_\odot$的晕在$z\gtrsim5$熄灭，这意味着光加热反馈在调节恒星形成方面是次主导的。此外，恒星反馈，实现了非本地星系风计划的模拟，削弱了光加热反馈的强度，减少恒星源的数量。最重要的是，光加热不会在紫外光度函数、恒星质量函数或宇宙恒星形成率密度中留下可观测的印记。因此，使用这些观测值来检测再电离印记的可行性需要进一步研究。
2019-06-24 astro-ph.CO astro-ph.GA
The evolution of the UV luminosity and stellar mass functions of Lyman-alpha emitters from z~2 to z~6
通过探测SC 4K样品中的4000个Lyman α（Lya）发射体（LAEs），测量了从z~2到z~6的静止坐标系UV光度函数（LF）和恒星质量函数（SMF）的演化。我们发现Lya光度（LLya）和静止坐标系UV（M_UV）之间存在相关性，最佳拟合M_UV=-1.6+-0.2 log 10（LLya/erg/s）+47+-12; LLya和恒星质量（Mstar）之间存在较浅的相关性，最佳拟合log 10（Mstar/Msun）=0.9+-0.1 log 10（LLya/erg/s）-28+-4.0。LLya切割的增加主要降低了微弱的M_UV和低M星LAE的数密度。我们估计一个代理的全紫外LF和SMF的LAEs与简单的假设，微弱的端部斜率。对于紫外LF，我们发现随着红移的增加和特征数密度的减小，特征紫外光度（M_UV*）变亮。对于SMF，我们测量的特征恒星质量（Mstar*/Msun）的增加，增加红移，和披 * 下降。然而，如果我们采用log 10（LLya/erg/s）>= 43.0的均匀光度切割，我们发现LAEs的UV和SMF的演变要温和得多。LAEs全样本的紫外光度密度（rho_UV）显示出适度的演化，恒星质量密度（rho_M）减小，两者总是低于更典型星系的总rho_UV和rho_M，但随着红移的增加慢慢接近它们。总的来说，我们的研究结果表明，无论是rho_UV和rho_M的L…
2021-04-30 astro-ph.GA
Semi-analytic modelling of Pop. III star formation and metallicity evolution -- I. Impact on the UV luminosity functions at z = 9-16
本文在 MERAXES 模型中引入迷你暗晕内 Pop. III 恒星形成及超新星金属气泡演化，研究其对 z=9-16 紫外光度函数的影响，发现明亮的 top-heavy Pop. III 星系可解释 JWST 观测到的亮星系过剩，无需提高恒星形成效率。
2024-02-21 astro-ph.CO astro-ph.GA
The properties of the first galaxies in the BLUETIDES simulation
我们采用非常大的宇宙流体动力学模拟BLUETIDES研究再电离时期（$z>8$）的星系人口的预测属性。蓝潮的分辨率和体积（$(400/h\approx 577)^{3}\,{\rm cMpc^3}$）提供了一个星系群，与目前针对高红移宇宙的观测调查的深度和面积很好地匹配。在$z=8$，蓝潮包括近160，000个具有恒星质量的星系$>10^{8}\,{\rm M_{\odot}}$。由BLUETIDES预测的星系人口与星系恒星质量函数和远紫外（$150\,{\rm nm}$）光度函数的观测约束密切匹配。在蓝潮中，星系的特征是快速增加的恒星形成历史。特定的恒星形成率随着红移而降低，但对恒星质量基本不敏感。由于金属表面密度的增加，预计质量更大的星系会有更高的尘埃衰减，导致在高光度下观测到的远紫外光度函数显着变陡。对于恒星质量为$10^{9-10}\,{\rm M_{\odot}}$的星系，活跃的SMBH对紫外光度的贡献平均在$3\%$左右。在具有$M_{*}\approx 10^{10}\,{\rm M_{\odot}}$的星系中，大约有$25\%$具有活跃的SMBH，其贡献为总紫外光度的$>10\%$。
2017-04-04 astro-ph.GA
FLARES IX: The Physical Mechanisms Driving Compact Galaxy Formation and Evolution
在FLARES（First Light And Reionisation Epoch Simulations）流体动力学模拟套件中，我们发现高红移（$z>5$）的内禀尺寸-光度关系是负斜率的。然而，包括灰尘衰减的影响后，我们发现一个积极的倾斜UV观测到的大小-光度关系与其他模拟和观测研究。在这项工作中，我们扩展了这种分析，以探讨潜在的物理机制驱动的形成和演化的紧凑星系驱动的负尺寸质量/尺寸光度关系。我们发现，大多数紧凑的星系（$R_{1/2, \star}< 1 \mathrm{pkpc}$），这驱动的大小质量关系的负斜率，已经从扩展到紧凑的大小通过有效的集中冷却，导致在其核心的高比恒星形成率。这些紧凑的恒星系统被非恒星形成气体所覆盖，这些气体的分布比它们的恒星系统大$100\times$。通过与EAGLE模拟套件中的星系进行比较，我们发现这些扩展的气体分布“打开”，并开始形成介于$z=5$和$z=0$之间的恒星，导致尺寸增加，从而使尺寸-质量关系从负斜率演化为正斜率。这清楚地表明了由内而外的星系形成过程，其中致密的凸起比周围的盘形成得更早。
2023-02-06 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
The upper bound on the lowest mass halo
我们探讨了银河系中星系和暗物质晕之间的联系，并量化了暗物质粒子性质和低质量星系形成现象的影响。这是通过概率比较MW矮卫星星系的光度函数模型的基础上两套放大模拟。一套是暗物质，而其他包括磁盘组件，因此我们可以量化的MW的重子盘对我们的结果的影响。我们应用了许多恒星质量晕质量（SMHM）的关系，允许多种复杂性：散射，一个特征的突破规模，和subhalos主机没有星系。与以前的工作相比，我们通过模拟观测的不完整性，将模型/数据比较推到最微弱的矮星，使我们能够得出三个新的结论。首先，我们约束$10^2<M_*/M_\odot<10^8$星系的SMHM关系，使我们能够绑定最暗的MW卫星的峰值晕质量$M_\mathrm{vir}>2.4\times10^8M_\odot$（$1σ$）。其次，通过转换到一个温暖的暗物质（WDM）宇宙学，我们绑定的热遗迹质量$m_\mathrm{WDM}>2.9$千电子伏在95\%的信心，与最近的限制从莱曼- $α$森林。最后，我们发现，所观察到的超微弱MW矮星的数量与理论预测，再电离防止星系形成几乎所有的$10^8M_\odot$晕紧张。这可以用下一代的深层成像勘测来检验。为此，我们预测的斯巴鲁/HSC调查和LSST的可探测卫星星系的可能数量。面对这些预测与未来的观测将是我们最强大的测试WDM和再电离对低质量系统的影响。
2017-11-21 astro-ph.GA
Dark-ages reionization and galaxy formation simulation XI: Clustering and halo masses of high redshift galaxies
研究了在$z\sim6$ - $8$上的Lyman break星系的成团性质。利用作为“黑暗时代再电离和银河系形成数值模拟观测”（DRAGONS）项目一部分的半解析模型{ \scshape Meraxes}，我们预测了长周期星系在$z\sim6$ - $8$的角关联函数（ACF）。总的来说，我们发现预测的ACF与最近在$z\sim 6$和$z\sim 7.2$从哈勃极深场（XDF），哈勃超深场（HUDF）和宇宙大会近红外深河外遗产调查（CANDELS）领域组成的观测测量结果吻合得很好。我们证实了集群对光度的依赖性，更大质量的暗物质晕托管更明亮的星系，仍然有效的高红移。在固定的光度下，预测的星系偏差被发现增加红移，与观测一致。我们发现，在$6\lesssim z \lesssim 8$大小为$M_{\rm AB(1600)} < -19.4$的LBG存在于平均质量为$\sim 10^{11.0}$ - $10^{11.5} M_{\rm \odot}$的暗物质晕中，并且这种暗物质晕质量在再电离过程中不会显著演化。
2017-09-15 astro-ph.GA
Star Formation under a Cosmic Microscope: Highly magnified z = 11 galaxy behind the Bullet Cluster
University of Ljubljana（卢布尔雅那大学）；University of California Davis（加州大学戴维斯分校）；Dunlap Institute for Astronomy and Astrophysics（邓拉普天文与天体物理研究所）；Kapteyn Astronomical Institute, University of Groningen（格罗宁根大学卡普坦天文研究所）；Ohio University（俄亥俄大学）；University of Florida（佛罗里达大学）；Gemini Observatory（吉米尼天文台）；NASA/Goddard Space Flight Center（美国国家航空航天局戈达德太空飞行中心）；Wellesley College（韦尔斯利学院）；Saint Mary's University（圣玛丽大学）；Space Telescope Science Institute（太空望远镜科学研究所）；The Ohio State University（俄亥俄州立大学）；York University（约克大学）；IFPU - Institute for Fundamental Physics of the Universe（宇宙基础物理研究所）
利用JWST观测，发现了一个高放大z=11星系，其恒星形成发生在约150Myr前，固有光度为0.086L*，是目前z>10中光谱确认的最低光度星系。
2025-12-04 astro-ph.GA
The UV luminosity functions of Bright z>8 Galaxies: Determination from ~0.41 deg2 of HST Observations along ~sim 300 independent sightlines
基于最大规模HST平行观测数据集SuperBoRG，研究筛选了31个z≳8明亮测光候选体，测定了z=8-10静止系紫外光度函数亮端，发现其亮端演化受AGN贡献或尘埃含量减少影响。
2023-07-26 astro-ph.GA
Infrared emission of $z \sim 6$ galaxies: AGN imprints
利用一套以尘埃辐射传输为特征的宇宙学模拟，研究了有/无活动星系核的高红移（$z\sim 6$）、高恒星形成（${ {\rm SFR} > 100}$ $M_{\rm \odot} {\rm yr}^{-1}$）星系的红外辐射.合成光谱能量分布（SED）被用来量化恒星/活动星系核对尘埃加热的相对贡献。在尘埃（${M_{\rm d}\gtrsim 3\times 10^7 M_{\rm \odot}}$）星系中，紫外辐射的$\gtrsim 50-90 \%$被尺度为${\gtrsim 100}$ pc的尘埃不均匀性所遮蔽。在活动星系核的运行中，一个温暖的尘埃成分（$\approx 250$ K）与一个更冷的尘埃成分（$\approx 60$ K）共存，后者更弥散，被恒星加热。热尘埃提供高达${50 \%}$的总红外光度，但只有$\lesssim 0.1 \%$的总质量含量。活动星系核相对于恒星形成星系使和平号红外线通量增加了${10-100 \times}$，而对远红外线没有明显的影响。我们的模拟成功地再现了观测到的明亮（${M_{\rm UV}\sim -26}$）${z\sim 6}$类星体的SED，并表明这些物体是复杂的，富含尘埃的合并系统的一部分，包含多个来源（吸积BH和/或恒星形成星系）与最近的HST和ALMA观测一致。我们的研究结果表明，拟议的ORIGINS任务将能够调查尘…
2021-02-17 astro-ph.GA
The satellites of the Milky Way - Insights from semi-analytic modelling in a LambdaCDM cosmology
我们结合六个高分辨率的宝瓶座星系暗物质模拟和半解析的星系形成模型来研究类银河系星系的卫星星系的性质。我们发现与观测到的光度函数，光度-金属丰度关系和银河系卫星的径向分布有很好的对应关系。在我们的模型中，矮星系的恒星形成历史变化很大，与观测结果一致。从卫星上剥离的热气在矮星系的特征上留下了明显的环境印记。我们发现，由老恒星人口占主导地位的卫星的比例与观测结果相匹配。然而，模型卫星的内部金属丰度分布似乎比观察到的要窄。这可能表明我们对化学浓缩的处理有局限性，这种处理是基于瞬时再循环近似。如果银河系的暗物质晕的质量约为8 × 10^11兆太阳，我们的模型就能得到最好的结果，这与观测中较低的估计值相一致。最像银河系的星系也有最好的卫星光度函数匹配，尽管它不包含像SMC或LMC那样明亮的物体。与其他半解析模型和丰度匹配关系相比，我们发现中央星系存在于质量较小的晕中，但我们模型中的晕质量-恒星质量关系与流体动力学模拟和最近的观测结果是一致的。
2013-01-20 astro-ph.CO astro-ph.GA
The X-Ray Zurich Environmental Study (X-ZENS). II. X-ray Observations of the Diffuse Intragroup Medium in Galaxy Groups
我们提出了一个试点$Newton$和$Chandra$计划的结果，旨在研究从2010年环境研究（ZENS）目录中光学选择的邻近群体的弥散性群体内介质（DIM）。这些星系群的质量范围很窄，大约是$10^{13}M_\odot$，在这个质量范围内，DIM和星系群成员星系之间的相互作用在很大程度上还没有被探测到。DIM的X射线发射在0.5- 2 keV的能带中被探测到，通量为$\le 10^{-14}$ erg cm $^{-1}$ s $^{-1}$，比典型的ROSAT群（RASS）弱一个数量级。对于许多组，我们为X射线亮度设置了上限，这表明探测可能探测到了X射线发射组的上限。我们发现的证据，我们的光学选择的群体是根据发光相对于预测从X射线标度关系。X射线质量的测定与基于成员星系的膨胀光度，其次是它们的总光学光度和速度色散的最佳协议。我们测量的恒星质量分数的中值约为1 $\%$，与来自最大质量的星系之间的30至50%的贡献。光学和X射线数据往往提供互补的答案有关的动态状态的集团，是必不可少的一个完整的图片系统。将这一试点计划扩展到更大的群体样本是强制性的，以揭示成员星系和DIM之间相互作用的任何印记，这对环境驱动的星系演化至关重要。
2014-06-21 astro-ph.CO astro-ph.GA
