Neutral hydrogen (HI) gas content of galaxies at $z \approx 0.32$
我们利用巨型米波射电望远镜（GMRT）的观测资料，在$z \approx 0.32$的VIMOS VLT深度巡天（VVDS）14 h场中探测场星系的中性氢（HI）气体含量。由于个别星系的HI辐射太微弱，在这个红移检测，我们使用的HI光谱叠加技术，使用已知的光学位置和红移的165个星系在我们的样本，共同添加他们的HI光谱，从而获得平均HI质量的星系。对165个星系的叠加HI测量表明，95%的中性气体存在于蓝色的恒星形成星系中。在这些星系中，恒星质量较低的星系比质量较大的星系更富含气体。我们应用体积校正我们的HI测量，以评估HI气体密度在$z \approx 0.32$作为$Ω_{HI}=(0.50\pm0.18) \times 10^{-3}$在宇宙临界密度的单位。该值与z < 0.4时的先前结果非常一致，表明中性氢气密度在最后一个$\sim 4$ Gyr上没有演化。然而，$z \approx 0.32$的气体密度比$z \sim 5$的气体密度低至少两倍。
2017-09-22 astro-ph.GA
Synchrotron emission and neutral hydrogen in the simulated cosmic web
我们提出了ENZO宇宙学模拟运动的第一个结果，目标是宇宙网络的冲击和中性部分，由INAF-CINECA协议提供的超级计算设施。
2020-10-05 astro-ph.CO astro-ph.GA
Can the discrepancy between locally and globally derived neutral hydrogen mass functions be explained by a varying value of M*?
我调查是否有可能调和最近的ALORFA的观察，中性氢（HI）质量函数（HIMF）在不同的星系密度有相同的，非平坦的，暗端斜率，孤立的星系和许多星系群的观察，显示他们的HIMF有平坦的暗端斜率。我发现，一个相当简单的模型，其中的位置膝盖的质量函数中的每个单独的组是允许的变化是能够占这两个观察。如果这一模型反映了现实，那么ALIFFA的结果指出了一个有趣的“阴谋”，即不同群体的HIMF总是在不同的环境中以相同的弱端斜率求和形成全球HIMF。更一般地说，这一结果意味着全球环境HIMF不一定反映属于该环境的各个组中的HIMF，并且不能用于直接测量组特定HIMF随环境的变化。
2017-08-14 astro-ph.GA
Cold neutral hydrogen gas in galaxies
本文综述了近年来通过HI 21-cm吸收线探测与星系相关的冷中性氢气的研究。背景射电噪类星体的HI 21-cm吸收光谱是从千秒差距到秒差距尺度研究前景星系中性气体分布和运动学的有力工具。在低红移（z<0.4），它已被用来表征星系周围高柱密度中性气体的分布，并研究这种气体与星系光学性质的联系。星系周围的中性气体被发现是不均匀分布的，在千秒差距和秒差距尺度上都观察到光学深度的变化。在高红移（z>0.5），HI 21-cm吸收已被用来研究金属或莱曼α吸收选择星系中的中性气体。已发现它与气体中的金属和粉尘含量密切相关。研究了HI 21-cm吸收的入射角、自旋温度和速度宽度等性质随红移的变化趋势，揭示了星系中冷气体性质随宇宙时间的演化。即将到来的大型盲测HI 21-cm吸收与下一代射电望远镜预计将准确地确定每单位红移的HI 21-cm吸收体的数量密度的红移演变，从而了解是什么驱动了全球恒星形成率密度的演变。
2019-10-14 astro-ph.GA
The Turbulence Velocity Power Spectrum of Neutral Hydrogen in the Small Magellanic Cloud
本文介绍了用速度坐标谱（Velocity Coordinate Spectrum）方法计算小麦哲伦云（SMC）湍流速度功率谱的结果。我们得到的速度谱指数为-3.85和2.3kpc的注入规模。谱指数比Kolmogorov指数更陡，这是预期的激波为主的湍流，这是在SMC气体动力学与过去的作品。2.3千秒差距的注入尺度表明，与大麦云云的潮汐相互作用是这个矮星系湍流的主要驱动力。这意味着星系中的湍流除了超新星注入外，还可能受到多种机制的驱动，星系-星系相互作用可能起着重要作用。
2015-06-10 astro-ph.GA
Studies of Diffuse Interstellar Bands. V. Pairwise Correlations of Eight Strong DIBs and Neutral Hydrogen, Molecular Hydrogen, and Color Excess
我们建立了八个弥漫星际带（DIB）的等效宽度之间的相关性，并检查它们与原子氢，分子氢和EB-V的相关性。DIB集中在λλ5780.5、6204.5、6283.8、6196.0、6613.6、5705.1、5797.1和5487.7，按照皮尔逊相关系数与N（H）（这里定义为中性氢的柱密度）的降序排列，范围从0.96到0.82。我们发现λ5780.5的等效宽度与H的列密度的相关性比与E（B-V）或H2的相关性更好，证实了基于较小数据集的早期结果。我们发现，这里提出的其他七个DIB中的六个也是如此。尽管有这种相似性，但所选择的八个强DIB彼此之间的相关性并不足以表明它们来自同一个载体。我们进一步得出结论，这八个DIBs更有可能与H比与H2，因此不是优先位于密集的，最紫外线屏蔽部分的星际云。我们认为它们来自于在扩散氢区发现的不同分子，氢含量很低（分子分数f<0.01）。在我们研究中有可用数据的133颗恒星中，有三颗的λ5780.5明显弱于我们的平均H-5780.5关系，所有这些恒星都位于高辐射场区域，正如Herbig之前所指出的那样。当直接方法不可用时，这些相关性将有助于推导星际参数。例如，小心地，N（H）的值可以从Wλ（5780.5）导出。
2010-11-12 astro-ph.GA
Science with an ngVLA: Neutral Atomic Hydrogen in the Local Universe
今天天文学中的一个突出问题是气体如何从环星系介质（CGM）流到星系盘上，然后从扩散的原子介质过渡到分子恒星形成核心。对于CGM的研究，下一代甚大阵列（ngVLA）将具有测量星系中性原子氢（HI）盘大小的灵敏度和分辨率，并完成星系周围HI含量的普查。在星系内，ngVLA将能够解决本星系群以外的大量星系中的HI云，提供各种星系类型的气体物理条件的测量。最后，在我们自己的银河系内，ngVLA将在冷和暖中性介质中提供密集的HI吸收光谱网格，限制原子气体转变为分子气体时的温度和密度。结合ngVLA的无线电连续谱和分子谱线数据以及其他计划设施的多波长数据，ngVLA将在理解局部宇宙中的恒星形成方面发挥关键作用，同时补充未来与平方公里阵列的研究。
2018-10-15 astro-ph.GA
Neutral Hydrogen Mass in Galaxies Estimated via Optical Spectroscopy
本文提出利用 MaNGA 光学光谱发射线光度估算星系 HI 质量，并经 ALFALFA 与绿岸望远镜样本验证，可高效推断总氢质量及 HI 面密度分布。
2023-12-06 astro-ph.GA
Neutral hydrogen in the post-reionization universe
中性氢的跨红移演化是研究宇宙学、宇宙大尺度结构和星系际介质的有力工具。使用数据驱动的晕模型来描述HI在后再电离宇宙中的分布（$z \sim $ 5到0），我们从丰富的观测数据样本中获得最佳拟合参数：低红移21厘米发射线研究，中等红移强度测绘实验，和更高的红移阻尼莱曼阿尔法（DLA）的观测。我们的模型描述了丰度和集群的中性氢在红移0 - 5，是有用的，研究星系演化的不同方面，并与流体动力学模拟比较。该框架可以应用于预测未来的观测与中性氢，并扩展到强度映射的情况下，与分子和其他线跃迁在中间红移。
2017-12-04 astro-ph.CO astro-ph.GA
The Pitfalls of Using Lyman Alpha Damping Wings in High-z Galaxy Spectra to Measure the Intergalactic Neutral Hydrogen Fraction
本文通过低红移星系紫外光谱构建模拟JWST高红移光谱，发现DLA柱密度与IGM中性氢比例存在简并，低分辨率下误差显著且x_HI约束不足。
2025-05-13 astro-ph.GA
Tracing neutral hydrogen in UGCA 320: A MHONGOOSE perspective on an edge-on dwarf galaxy in a group environment
University of Cape Town（开普敦大学）；Netherlands Institute for Radio Astronomy (ASTRON)（荷兰射电天文研究所 (ASTRON)）；Jodrell Bank Centre for Astrophysics, School of Physics and Astronomy, University of Manchester（曼彻斯特大学物理与天文学学院乔德雷克天体物理学中心）；Kapteyn Astronomical Institute, University of Groningen（格罗宁根大学卡普坦天文研究所）；Ruhr University Bochum（波鸿鲁尔大学）；Centre for Space Research, North-West University（西北大学空间研究中心）
研究通过MeerKAT望远镜观测UGCA 320中的中性氢，发现其存在异常气体和星形成驱动的出流，揭示其复杂的中性氢分布及环境影响。
2026-03-26 astro-ph.GA
Neutral hydrogen and magnetic fields in M83 observed with the SKA Pathfinder KAT-7
我们提出了新的KAT-7观测中性氢（HI）谱线，偏振无线电连续辐射，在宏伟的设计螺旋M83。这些观测提供了对外盘结构和运动学的敏感探测，揭示了巨大而大量的中性气体分布，似乎与星系与环境的相互作用紧密相关。我们提出了一个新的旋转曲线延伸到半径为50千秒差距。基于我们新的HI数据集和多波长数据的比较，从文献中，我们认为合并的影响外盘和讨论的演变M83。我们还研究了HI分布的外围，并揭示了一个尖锐的边缘的气体盘，这是一致的光电离或冲压压力从星系际介质（IGM）。射电连续辐射远不如HI那样广泛，并且仅限于主光盘。尽管相对较低的角分辨率，我们能够得出广泛的结论，大规模的磁场拓扑结构。我们发现，M83的磁场在形式上类似于其他附近的恒星形成星系，并建议盘晕界面可能托管一个大规模的规则磁场。
2016-07-12 astro-ph.GA
Spatial variations of turbulent properties of neutral hydrogen gas in the Small Magellanic Cloud using structure function analysis
本文利用中性氢离子电离层的观测资料，研究了小麦哲伦云（SMC）中湍流特性的空间变化。为了测试恒星反馈对HI湍流的重要性，我们根据恒星形成率（SFR）表面密度以及HI综合强度定义了中心和外部SMC区域。我们使用的结构函数和速度通道分析（VCA）计算的幂律指数（伽玛）在这些地区的底层密度和速度场。在所有情况下，我们的结果表明，基本上没有差异的伽玛之间的中心和外部区域。这表明，HI湍流特性是令人惊讶的均匀在SMC探测时，在30 pc的分辨率。相反，最近的建议，从数值模拟，我们没有发现一个显着的变化，由于恒星反馈跟踪的SFR表面密度的伽玛。这可能是由于恒星反馈遍布整个SMC，但更可能是由于大规模的湍流引力驱动。我们发现，中央和外部SMC区域之间的差异的缺乏不能解释的高光学深度HI。
2017-07-11 astro-ph.GA
Measuring Cosmic Density of Neutral Hydrogen via Stacking the DINGO-VLA Data
我们利用DINGO-VLA计划的21 cm发射线数据研究了宇宙中原子氢气体H\，{ \textsc i}在红移$z<0.1$处的情况。结果得到使用堆叠分析，结合H\，{ \textsc i}信号从3622个星系中提取的267 VLA点在G 09领域的星系和质量大会调查（GAMA）。而不是使用传统的一维光谱叠加方法，三维立方体叠加方法是用来使反卷积和准确的恢复平均星系通量从这个高分辨率的干涉数据集。通过探测到星系尺度，这个实验还克服了以前的单碟研究中必须包括的混淆校正。在堆叠和去卷积之后，我们从堆叠光谱获得$30σ$ H1，{ \textsc i}质量测量，指示$M_{\rm H\,{\textsc i}}=(1.674\pm 0.183)\times 10^{9}~{\Msun}$的平均H1，{ \textsc i}质量。在红移为$z=0.051$时，中性原子氢的相应宇宙密度为$Ω_{\rm H\,{\textsc i}}=(0.377\pm 0.042)\times 10^{-3}$。这些值与早期的结果吻合得很好，这意味着在较低的红移下$Ω_{\rm H\,{\textsc i}}$没有显著的演化。
2021-04-16 astro-ph.GA
Blowing in the Milky Way wind: neutral hydrogen clouds tracing the Galactic nuclear outflow
我们提出了一个新的敏感调查的中性氢以上和以下的银河系中心与绿银行望远镜的结果。观测范围一直延伸到银河系纬度|B| < 10度，有效角分辨率为9.5“，在1 km/s通道中的平均均方根亮度温度噪声为40 mK。调查显示，存在着一个人口的异常高速云延伸到约1.5千秒差距的高度，从银河系平面，并没有显示银河系旋转的签名。这些云有当地标准的静止速度|弗尔斯尔|< 360 km/s，假设起源于银河系中心，它们的大小为几十秒差距，中性氢质量跨越$10-10^5 \, M_\odot$。考虑到选择效应，云量在经度、纬度和Vlsr上是对称的。我们模拟的云运动学的外流从银河系中心扩大，并发现人口一致的物质移动径向速度Vw ~ 330公里/秒分布在整个双锥与开口角$α>140$度。这个简单的模型意味着在过去的1000万年里，外流光度$Lw > 3 \times 10^{40}$ erg/s，与银河系内部区域的恒星形成反馈一致，冷气体质量损失率为$\lesssim 0.1 \, M_\odot$ /年。这些云可能代表了我们银河系驱动的核风中加速的冷气体成分，尽管其中一些衍生性质挑战了当前的夹带过程理论模型。
2018-02-06 astro-ph.GA
Improving photometric redshifts of Epoch of Reionization galaxies: a new empirical transmission curve with neutral hydrogen damping wing Ly$α$ absorption
针对 z>7 再电离时期星系测光红移系统性偏高的问题，本文提出并校准包含邻近中性氢 Lyα 阻尼翼吸收的经验透射曲线，显著且稳健地改善红移估计。
2025-03-17 astro-ph.GA
Strongly lensed neutral hydrogen emission: detection predictions with current and future radio interferometers
强引力透镜提供了一些宇宙最深处的视图，使高红移星系的研究只有在没有透镜现象的下一代设备才有可能。迄今为止，由于受到当前射电望远镜的灵敏度和瞬时带宽的限制，仅在z~0.2范围内直接检测到中性氢的21厘米射电发射。我们将讨论如何当前和未来的无线电干涉仪，如平方公里阵列（SKA）将检测在高红移个别星系的透镜HI发射。我们的计算依赖于半解析星系模拟与现实HI磁盘（大小，密度分布和旋转），在宇宙学的背景下，结合广义相对论射线追踪。预计使用SKA的宽视场盲HI调查在发现透镜HI系统方面是有效的，在z > 2时越来越有效。这将通过放大率提升、HI光度函数在高质量端的陡度以及HI谱线在频率上相对孤立的事实的组合来实现。这些调查将同时提供一个新的技术前景镜头的选择，并产生最高的红移HI发射检测。更多的近期（和现有的）厘米波设施将通过对已知透镜的有针对性的调查来推动高红移HI包络。
2015-06-24 astro-ph.GA
(Nearly) Model-Independent Constraints on the Neutral Hydrogen Fraction in the Intergalactic Medium at $z\sim 5-7$ Using Dark Pixel Fractions in Ly$α$ and Ly$β$ Forests
宇宙再电离是星系际介质（IGM）中氢从中性到高度电离的最后一次主要相变。目前的观测表明，IGM在$z>7$处是显著中性的，并且大部分被$z\sim5.5$电离。然而，大多数测量IGM中性分数的方法是高度依赖于模型的，并且限于IGM的体积平均中性分数相对较低（$\bar{x}_{\rm HI} \lesssim 10^{-3}$）或接近于1（$\bar{x}_{\rm HI}\sim 1$）时。特别是，中性分数的IGM在$z=6-7$的临界红移范围内的演变是约束不足。通过分析$5.73<z<7.09$上的$53$类星体的深光谱，提出了在$z\sim5.1-6.8$上对$\bar{x}_{\rm HI}$的新的约束。我们推导出模型独立的上限中性氢分数的基础上确定的莱曼$α$（Ly $α$）和莱曼$β$（Ly $β$）森林中的“暗”像素的分数，没有任何假设的IGM模型或类星体连续体的内在形状。他们是第一个模型独立的约束IGM中性氢分数在$z\sim6.2-6.8$使用类星体吸收测量。我们的结果给出了$\bar{x}_{\rm HI}(z=6.3) < 0.79\pm0.04$（1 $σ$）、$\bar{x}_{\rm HI} (z=6.5) < 0.87\pm0.03$（1 $σ$）和$\bar{x}_{\rm HI} (z=6.7) < 0.94^{+0.06}_{-0.09}$（1 …
2022-11-22 astro-ph.CO astro-ph.GA
Long troughs in the Lyman-$α$ forest below redshift 6 due to islands of neutral hydrogen
在ULAS J 0148 +0600的光谱中，在Ly $α$森林中观察到一个长的（110 cMpc/ $h$）和深的吸收槽，该吸收槽向下延伸到红移5.5。虽然没有检测到Ly $α$传输，但存在Ly $β$尖峰，这导致了沿着该槽的气体必须被电离的主张。使用高分辨率的宇宙学辐射转移模拟在大体积中，我们表明，在再电离结束晚（$z \sim 5.2$）的情况下，我们的模拟可以重现槽，只要观察。在这个模型中，我们发现槽是由中性氢岛引起的。中性岛内的小电离空穴允许Ly $β$的传输。我们还模拟了模拟槽周围的Ly $α$发射体种群，并表明如所观察到的，靠近槽处存在Ly $α$发射体的缺陷。
2019-10-30 astro-ph.CO astro-ph.GA
Neutral hydrogen in galaxy clusters: impact of AGN feedback and implications for intensity mapping
通过放大的流体动力学模拟，我们量化的中性氢（HI）主办的团体和星系团的数量。我们的模拟，这是基于一个改进的配方的平滑粒子流体动力学（SPH），包括辐射冷却，恒星形成，金属富集和超新星反馈，并可以分为两个不同的群体，这取决于是否从活动星系核（AGN）的反馈打开或关闭。模拟进行了分析，以考虑HI自屏蔽和分子氢的存在。我们发现暗物质晕中中性氢的质量随晕质量的增加而单调增加，并且可以用$M_{\rm HI}(M,z)\propto M^{3/4}$形式的幂律来描述。我们的研究结果指出，活动星系核反馈减少总晕质量和HI质量，虽然它是更有效地消除HI。我们的结论是活动星系核的反馈减少了中性氢质量的一个给定的晕$\sim50\%$，与晕质量和红移弱的依赖。活动星系核的反馈作用也会影响晕内中性氢的空间分布，其作用是减少晕内氢的含量。通过将我们的结果外推到模拟中未解决的晕，我们从$Ω_{\rm HI}(z)$的测量中得出了天体物理学含义：需要圆速度大于$\sim25~{\rm km/s}$的晕来承载HI才能重现观测结果。我们发现只有活动星系核反馈的模型才能再现由21厘米强度图观测得到的$Ω_{\rm HI}b_{\rm HI}$值。
2015-12-08 astro-ph.CO astro-ph.GA
Neutral hydrogen structures trace dust polarization angle: Implications for cosmic microwave background foregrounds
使用高分辨率的数据从银河阿雷西博L波段馈电阵列HI（GALFA-HI）调查，我们表明，在银河中性氢（HI）的线性结构与普朗克353 GHz极化尘埃发射暗示的磁场方向。中性星际介质的结构与磁场的耦合比以前所知的更紧密。在银河系高纬度地区，普朗克数据以噪音为主，HI数据对银河系磁场方向提供了独立的约束，从而对局部尘埃极化角提供了独立的约束。我们检测到强互相关性的模板地图构建的尘埃强度的估计结合HI衍生的角度，星光偏振角，或普朗克353 GHz的角度。因此，HI数据提供了一个新的工具，在宇宙微波背景，这是目前受到尘埃前景污染的限制，在寻找暴胀引力波B模式偏振。
2015-11-17 astro-ph.CO astro-ph.GA
An Expanding Neutral Hydrogen Supershell Evacuated by Multiple Supernovae in M101
在银河系和其他邻近的恒星形成星系中已经发现了几个中性氢（HI）空洞。有人认为，其中至少有一小部分可能是膨胀的超壳层，由发生在OB协会中的多颗超新星的联合机械反馈驱动。然而，大多数河外HI洞既没有证实的膨胀速度，也没有确定的OB协会在他们内部。在这项工作中，我们报告了在附近的旋涡星系M101中发现的一个完整的膨胀HI超壳层，其中有一个UV发射OB协会。我们测量了它的大小（500 pc）和膨胀速度（20 km/s）通过识别其接近和后退分量的位置-速度空间，使用21 cm发射光谱。这为我们提供了一个理想的系统来测试由多颗超新星的机械反馈驱动的超壳层理论。超壳层内的集群的紫外线辐射与模拟的光谱能量分布的合成集群的适当年龄（~15百万年）进行了比较。观测到的紫外线通量与超壳层能量收支所需的适当质量（~10^5太阳质量）和年龄相一致。这个超壳层和另一个先前报道的在同一个星系的属性被用来推断其中性氢标度高度和平均中性氢密度的磁盘。另一个紫外线发射恒星协会的存在下，在过密的扫起气体的传播恒星形成的背景下进行了讨论。
2010-11-23 astro-ph.GA astro-ph.HE
The Origin of Neutral Hydrogen Clouds in Nearby Galaxy Groups: Exploring the Range Of Galaxy Interactions
我们结合高分辨率的N体模拟和对附近星系群中中性氢（HI）的深入观测，以探索HI云形成的两个著名理论：HI剥离星系相互作用和暗物质微晕嵌入HI气体。本文介绍了来自三个星系群的新数据，Canes Venaeros I，NGC 672和NGC 45，并收集了我们以前星系群活动的数据，以生成一个丰富的HI云档案，与我们的模拟数据进行比较。我们在猎犬座Venaeu I、NGC 672或NGC 45星系群中没有发现HI云。我们的结论是，HI云在我们的检测空间是最有可能通过最近，强烈的星系相互作用产生的。在M_HI = 10^6 M_Sun以上、星系的+/- 700 km/s范围内和星系的投影距离50 kpc范围内，我们没有发现与暗物质晕相关的HI云的证据。
2011-08-19 astro-ph.CO astro-ph.GA
On estimation of contamination from hydrogen cyanide in carbon monoxide line intensity mapping
线强度测绘巡天通过未分辨宇宙学源群体中分子线发射的空间变化来探测大尺度结构。未来对一氧化碳谱线排放，特别是CO（1-0）谱线的这种调查，面临来自在氰化氢排放谱线HCN（1-0）中排放的不相交的源群的潜在污染。本文探讨了HCN发射强度的潜在范围及其对CO自功率谱的影响，使用模拟与CO/HCN-晕连接的经验模型。我们发现，对所观察到的CO功率谱的影响取决于建模假设，但我们的基准模型是非常小的，基于我们对星系晕连接的理解，由于HCN的整体CO检测意义的偏差预计小于1%。
2017-08-31 astro-ph.CO astro-ph.GA
Evolution of Neutral Oxygen During the Epoch of Reionization and its Use in Estimating the Neutral Hydrogen Fraction
我们使用人工合成的视线通过Technicolor Dawn模拟的快照来探索中性氧OI吸收剂的统计数据如何响应氢再电离。环星系介质（CGM）的电离状态最初大致跟踪星系际介质的电离状态，但从$z=8$开始，由于自屏蔽，CGM系统地变得更加中性。弱吸收体追踪远离晕的扩散气体，因此它们首先被电离，而较强的系统对再电离不太敏感。整体OI覆盖分数随着时间的推移缓慢下降，由于正在进行的浓缩和电离前沿逐渐侵入越来越稠密的气体之间的竞争。虽然下降的覆盖率部分抵消了继续形成新的晕，电离的扩散气体导致预测的OI吸收剂的视线发生率突然下降的重叠时期，在定性的协议与观测。与最近在$z\approx6$观察到的等效宽度（EW）分布相比，模拟产生的系统与$EW \geq 0.1 \unicode{x212B}$不足，尽管它们再现了较弱的系统与$EW \geq 0.05 \unicode{x212B}$。通过$z\approx5$，$EW < 0.1 \unicode{x212B}$系统的发生率过度产生，与先前的指示一致，即在$z<6$模拟的电离背景太弱。SiII和SiIV的总柱密度跟踪总氧柱，因此OI和SiII + SiIV共动质量密度的比率跟踪再电离的进展。该探针可证明在其中$x_{HI} > 10\%$
2019-08-22 astro-ph.CO astro-ph.GA
Cosmological parameter measurement and neutral hydrogen 21 cm sky survey with the Square Kilometre Array
为了精确测量宇宙学参数并回答宇宙学中的基本问题，除了拟议的下一代光学巡天项目之外，还需要开发新的、强大的宇宙学探测器。中性氢21厘米巡天将为研究宇宙晚期演化提供一个有前途的工具，有助于揭示暗能量的本质。平方公里阵列是世界上最大的射电望远镜，将在不久的将来建成，它将把21厘米宇宙学推向一个新的时代，极大地促进宇宙学在未来几十年的发展。
2020-04-14 astro-ph.CO astro-ph.GA gr-qc
Hydrogenation of PAH cations: a first step towards H2 formation
分子氢是宇宙中最丰富的分子。大部分的H2通过吸附在多环芳烃（PAH）上的氢原子的缔合形成，其中形成速率关键地取决于H粘附概率。我们已经实验研究了PAH氢化暴露晕阳离子，局限在射频离子阱，气相原子氢。一个系统的增加的H原子的数目吸附在晕苯与曝光的时间进行观察。奇数晕苯氢化状态占主导地位的质谱高达11个H原子连接。这表明存在阻止H附着到这些分子系统的屏障。对于第二和第四氢化，势垒高度为72 +- 6 meV和40 +- 10 meV，分别被发现，这是在良好的协议与理论预测的中性多环芳烃的氢化。然而，我们的实验证明，障碍并没有消失，为更高的氢化状态。这些结果表明，PAH阳离子，作为其中性对应物，存在于高度氢化的形式在星际介质。由于这种催化活性，PAH阳离子和中性物似乎对H2的形成有类似的贡献。
2012-11-21 astro-ph.GA physics.chem-ph
Damping Wing-Like Features in the Stacked Ly$α$ Forest: Potential Neutral Hydrogen Islands at $z<6$
本研究通过叠加类星体光谱中Ly$β$暗间隙两侧的Ly$α$森林，发现阻尼翼状吸收特征，结合模拟推断这由中性氢岛屿造成，得出$z=5.8$时中性氢比例下限，为再电离延伸至$z<6$提供了证据。
2024-06-28 astro-ph.CO astro-ph.GA
The Distribution of Neutral Hydrogen in the Color-Magnitude Plane of Galaxies
我们为来自ALFALFA（40%数据发布- $α.40$）的7709个星系样本提供了条件HI（中性氢）质量函数（HIMF），该函数以观察到的光学性质、$M_{\text{r}}$（$r$ -带绝对星等）和$C_{\text{ur}}$（$u-r$颜色）为条件，该样本与SDSS DR 7中的公共卷重叠。基于条件HIMF，我们发现，在高质量端，膝关节和低质量端的总HIMF中，亮红色，亮蓝色和淡蓝色的人口分别占主导地位。我们利用条件HIMF导出了$Ω_{\text{HI}}$（HI密度参数）在星系色星等平面上的分布函数$p(Ω_{\text{HI}})$。分布$p(Ω_{\text{HI}})$在$M_{\text{r}}^{\text{max}}=$ $-19.25, C_{\text{ur}}^{\text{max}}=1.44$的蓝色云中达到峰值，但是偏斜的。它有一条长长的尾巴，朝向暗淡的蓝色星系和明亮的红色星系。我们认为，$p(Ω_{\text{HI}})$可以用来揭示冷气体，恒星质量和恒星形成率（SFR）之间的关系在一个公正的方式，即导出的关系不受调查或样本选择。
2020-10-28 astro-ph.CO astro-ph.GA
An accurate low-redshift measurement of the cosmic neutral hydrogen density
利用光谱叠加技术，我们测量了Westerbork综合射电望远镜（WSRT）在$z < 0.11$ 35个点上的星系样本的中性氢（HI）性质。射电数据包含1，895个星系，其红移和位置来自斯隆数字巡天（SDSS）。我们仔细地量化了样品偏差，用于提取光谱的孔径，旁瓣和加权技术的影响，并使用我们的数据提供一个新的估计宇宙HI质量密度。我们发现宇宙HI质量密度$Ω_{\rm HI} = (4.02 \pm 0.26)\times 10^{-4} h_{70}^{-1}$在$\langle z\rangle = 0.066$，与测量盲HI调查和其他HI叠加实验在低红移。小的干涉仪光束尺寸和大的调查量的组合，使我们的结果非常强大的系统的影响，由于在小尺度上的混乱和大尺度上的宇宙方差。分成$\langle z\rangle$ = 0.038、0.067和0.093的三个子样品显示在低红移下HI气体含量没有显著的演变。
2019-07-24 astro-ph.CO astro-ph.GA
The Impact of Neutral Intergalactic Gas on Lyman-$α$ Intensity Mapping During Reionization
我们提出了高红移Ly $α$强度场的第一个模拟，解释了星系际介质（IGM）中的散射。使用三维蒙特卡罗辐射转移代码，我们发现，LY $α$散射平滑的LY $α$强度在小尺度上的空间波动，这种平滑的空间依赖性强烈依赖于平均中性分数的IGM。我们的模拟发现，$k=0.1-1~{\rm Mpc^{-1}}$的再电离的强烈影响，与$P_{\rm Lyα}\propto k^{-1.5}$相比，$\bar{x}_{\rm HI} = 0.63$的$P_{\rm Lyα}\propto k^{-1.75}$和$\bar{x}_{\rm HI} = 0.86$的$P_{\rm Lyα} \propto k^{-2.2}$。在波数为$k>1 ~ {\rm Mpc^{-1}}$的情况下，我们发现该信号对来自星系的出射Ly $α$谱线轮廓很敏感。我们还表明，Ly $α$强度图和未来的星系红移调查之间的交叉相关性可以检测到大尺度上的仪器类似SPHEREx，并在广泛的尺度范围内的CDIM静脉中的一个假设的强度映射仪器。
2018-07-09 astro-ph.CO astro-ph.GA
A New Constraint on the Simulation of the Intergalactic Medium through the Evolution of the Neutral Hydrogen Fraction in the Epoch of Reionization
本研究利用21cmFAST模拟星系际介质，通过比较不同初始条件下中性氢分数演化与观测数据，排除了大量模型，仅保留少数高精度符合观测的模拟，从而对热历史关键参数施加新约束。
2023-06-22 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.IM
A direct detection of neutral hydrogen intensity mapping on Mpc scales at $z\approx 0.32$ and $z\approx 0.44$
The University of Manchester（曼彻斯特大学）；University of the Western Cape（西开普敦大学）；McGill University（麦吉尔大学）；The University of Edinburgh（爱丁堡大学）；South African Radio Observatory (SARAO)（南非射电天文台）
利用MeerKAT射电望远镜的L波段干涉观测，通过前景回避方法独立测量了红移0.32和0.44处的中性氢功率谱，最高显著性达9.18σ，为新一代射电望远镜进行HI强度映射精密宇宙学迈出重要一步。
2026-06-24 astro-ph.CO astro-ph.GA
3D Grid-Based Monte Carlo Code for Radiative Transfer through Raman and Rayleigh Scattering with Atomic Hydrogen -- STaRS
通过与原子氢的拉曼散射形成的发射特征提供了独特的和关键的信息来探测由强远紫外发射源照射的厚中性区域的分布和运动学。本文介绍了一种新的三维Monte-Carlo程序，用于描述线光子与氢原子的Raman和瑞利散射的辐射转移。在这个名为“${\bf S}$ ejong Radiative ${\bf T}$ r ${\bf a}$ nsfer through ${\bf R}$ aman and Rayleigh ${\bf S}$ cattering（${\it STaRS}$）”的代码中，每个光子都被跟踪，直到逃逸，并附有携带包括位置、方向、波长和偏振的信息的标签。该方法将厚的中性散射区域划分为多个单元，每个单元以其速度和密度为特征，使得程序在分析具有复杂运动学和密度分布的中性区域中形成的拉曼散射特征时具有很大的灵活性。作为测试的代码，我们重新审视的形成巴耳末翅膀通过拉曼散射的远紫外连续附近的Ly $β$和Ly $γ$在静态中性区域。一个额外的检查，调查拉曼散射的OVI在一个扩大的中性介质。我们发现相当好的协议，我们的结果与以前的作品，展示了处理辐射转移建模，可应用于光谱偏振成像观测的各种对象，包括共生星，年轻的行星状星云，和活动星系核的能力。
2020-12-08 astro-ph.GA astro-ph.SR
Detecting neutral hydrogen at z > 3 in large spectroscopic surveys of quasars
我们提出了一个基于随机森林分类器的管道，用于识别z>3类星体的大型光谱测量中吸收的高柱密度中性氢云（即莱曼极限系统，LLS）。我们在模拟类星体光谱上测试了这种方法的性能，模拟类星体光谱再现了暗能量光谱仪（DESI）和WHT增强型面速探测器（WEAVE）巡天的预期数据质量，发现对于N（HI）> 10 ^17.2 cm^-2的LLS，其完整性和纯度大于90%，而对于g < 23等的类星体，z约为3.5-3.7。在对来自斯隆数字巡天（数据发布16）的10，000个z~3.5-4.0的类星体光谱进行训练和应用我们的方法后，我们识别了约6600个z~3.1-4.0之间N（HI）>10^17.5 cm^-2的LLS，LLS分类的完整性和纯度均大于90%。使用这个样本，我们在z=[3.3，3.6]处测量了每单位红移2.32 +/- 0.08的LLS数量。我们还介绍了随机森林测量LLS红移和HI柱密度的性能的结果，并用于识别宽吸收线类星体。
2020-09-07 astro-ph.GA astro-ph.IM
