Hardness of ionizing radiation fields in MaNGA star-forming galaxies
利用MaNGA巡天的积分场光谱数据，我们研究了67个邻近（0.02 $\lesssim $ z $ \lesssim$ 0.06）恒星形成星系的辐射硬度。软度参数$η$ = $\frac{O^{+}/O^{2+}}{S^{+}/S^{2+}}$对电离辐射的光谱能量分布敏感。我们用可观测量$η$（= $\frac{[OII]/[OIII]}{[SII][SIII]}$）研究了$η$。分析了用$η$和$η\prime$示踪的辐射硬度与对气相金属丰度、电子温度、密度、电离参数、有效温度和电离布居年龄敏感的诊断之间的关系。很明显，低金属丰度伴随着低对数$η\prime$，即硬辐射场。辐射硬度与其他星云参数之间没有直接关系，但不能排除这种关系。我们提供的经验关系日志$\rmη$和强发射线比N $_2$，O $_3$ N $_2$和Ar $_3$ O $_3$，这将使未来的研究辐射硬度在SF星系弱极光线未被检测到。比较了文献中SF星系和螺旋星系H II区的MaNGA数据的[O III]/[O II]和[S III]/[S II]的变化，发现不同数据集之间的相似性和差异性主要是由于金属丰度的差异。我们发现，从考虑年轻和演化恒星种群的电离源的光电离模型的预测与MANGA数据吻合得很好。这种比较也表明，硬辐射场从热和老的低质量恒星内或周围的SF地区可能显着有助于所观察到的$η$值。
2021-08-24 astro-ph.GA
Physical properties and H-ionizing-photon production rates of extreme nearby star-forming regions
在z>6的星系紫外光度函数的测量表明，在低质量恒星形成星系中的年轻恒星产生了大量的氢电离光子，这些光子是使星系际介质（IGM）红移z~6所必需的。然而，恒星形成星系是否主导了宇宙再电离，还取决于它们的恒星星族和星际介质的性质，这些性质决定了H电离光子$ξ_\text{ion}^\star$的产生率，以及这些光子逃逸到IGM中的比例。考虑到现有天文台难以限制z>6星系的物理性质，在这项工作中，我们将重点放在10个附近物体的样本上，这些物体显示出与z>6时观察到的紫外光谱特征相当的特征。我们使用新一代Beagle工具来模拟这些高红移星系的本地“类似物”的紫外光光度和紫外/光发射线，发现我们相对简单，但完全自洽的物理模型可以成功地再现所考虑的不同观测值。我们的星系跨越了广泛的金属丰度范围，其特点是高电离参数，低尘埃衰减，非常年轻的恒星星族。通过我们的分析，我们得出了一个新的诊断的H-电离光子每单位UV光度，$ξ_\text{ion}^\star$，基于明亮的$[\text{OIII}] λ4959,5007$双峰，这不需要测量的H-复合线的等效宽度的生产率。这种新的诊断可以用来估计$ξ_\text{ion}^\star$从未来的直接测量的$[\text{OIII}] λ4959,5007$线使用JWST/NIRSpec（出到z~9.5），并利用污染的$\text{H}β+ [\text{…
2018-06-03 astro-ph.GA
Modeling UV Radiation Feedback from Massive Stars: III. Escape of Radiation from Star-forming Giant Molecular Clouds
利用一套湍流云中恒星团簇形成的辐射流体动力学模拟，我们研究了电离（莱曼连续）和非电离（FUV）辐射的逃逸分数为广泛的云质量和大小。逃逸分数增加H II区域的发展，并在几个动力学时间内达到统一。在第一次超新星爆发前的累积逃逸分数在0.05-0.58之间;这在初始云表面密度较高时较低，而在质量较小和较致密的云中由于快速破坏而较高。一旦H II区域脱离了它们的局部环境，电离和非电离光子都会通过完全电离的低密度视线从云层中逃逸。因此，尘埃在后期成为电离辐射的主要吸收体，非电离辐射的逃逸分数仅略大于电离辐射的逃逸分数。逃逸分数主要由大尺度云的光学深度分布的平均值$\langle τ\rangle$和宽度$σ$决定，对于较小的$\langle τ\rangle$和/或较大的$σ$，逃逸分数增加。由于湍流引起的非零$σ$，逃逸分数超过原始估计值$e^{-\langle τ\rangle}$（有时超过三个数量级）。我们提出了两种简单的方法来估计，在$\sim20\%$，逃逸分数的非电离辐射使用观测到的尘埃光学厚度在云投影在天空的平面。我们讨论了我们的观测结果的影响，包括推断在个别分子云的恒星形成率，并占银河系尺度上的扩散电离气体。
2019-08-20 astro-ph.GA
SILCC-ZOOM: The early impact of ionizing radiation on forming molecular clouds
作为SILCC-ZOOM项目的一部分，我们提出了我们的第一个亚秒差距分辨率的辐射流体动力学模拟的两个分子云自洽形成的湍流，多相ISM。云有类似的初始质量的几个10 $^4$ M $_{\odot}$，逃逸速度约5公里秒$^{-1}$，和类似的初始能量预算。我们遵循恒星集群的形成与基于汇的模型和辐射的影响，从个别大质量恒星与树为基础的辐射传输模块TreeRay。光致电离辐射耦合到化学网络，以跟踪气体加热、冷却以及分子形成和分解。对于云演化的前300万年，我们发现，随着容纳大质量恒星的汇的质量吸积在<100万年后终止，整体恒星形成效率大大降低了~4倍，达到<10%的全球云值。尽管效率很低，但恒星的形成是在云层中触发的。因此，云的更大区域受到辐射的影响，云开始消散。云被分散的时间尺度敏感地取决于云的子结构，特别是在高的视觉消光的气体量。辐射对高屏蔽云（MC 1）的破坏是延迟的。我们还表明，辐射输入可以维持云的热和动能在一个恒定的水平。我们的结果有力地支持了大质量恒星电离辐射对解释分子云低成星效率的重要性
2018-12-10 astro-ph.GA
Far-infrared And Nebular Star-formation Rates Of Dusty Star Forming Galaxies From Herschel And 3d-hst At Z~1
本文介绍了在AEGIS、GOODS-N、GOODS-S、COSMOS和UDS五个CANDELS视场中，通过Herschel/SPIRE和HST/WFC 3棱镜观测得到的1147个在0.49 < z < 2.24处被光谱识别的尘埃恒星形成星系的多波段光谱能量分布（SED）和星云发射线分析结果。我们利用从星云谱线测得的光谱红移，用HST和Herschel测光法构造了从光学到红外的星系的SED。我们进一步利用3D-HST棱镜的Ha线通量测量来测量星云恒星形成率后，衰减校正。我们比较这与直接观察的SFR测量在远红外从赫歇尔。在这个样本中的红外过量（IRX）作为紫外光谱斜率的函数的观察表明，这些DSFG偏向蓝色，因此远远高于正常恒星形成星系的预期关系。高z尘埃星系的恒星质量分布偏向于更大的质量，具有$M_{med} = 2.6 \times 10^{10} M_{\odot}$。然而，这个群体的恒星形成率与主序星最大质量的尾部一致，表明这些星系在形成的高峰时期是最大质量和最多的恒星形成星系。
2018-10-22 astro-ph.GA
On the origin of low escape fractions of ionizing radiation from massive star-forming galaxies at high redshift
在$z\sim3$ - $4$，来自大质量恒星形成星系的电离辐射的低逃逸分数的物理起源还没有得到很好的理解。我们进行理想化的盘星系模拟，以了解银河系的属性，如金属丰度和气体质量如何影响莱曼连续统（LyC）光子的逃逸使用辐射流体动力学模拟与强恒星反馈。我们发现嵌入质量为$M_h\simeq10^{11}\,M_\odot$的晕中的贫金属（$Z=0.002$）星系的亮度加权逃逸分数为$\left<f_{\rm esc}^{\rm 3D}\right>\simeq 10\,\%$。大约一半的LyC光子在100 pc的尺度内被吸收，另一半在ISM（$\lesssim 2\, {\rm kpc}$）中被吸收。当气体的金属丰度增加到$Z=0.02$时，逃逸分数显著降低到$\left<f_{\rm esc}^{\rm 3D}\right>\simeq1\%$，因为年轻的恒星被它们的诞生云遮蔽的时间更长。相比之下，将气体质量增加5倍会导致$\left<f_{\rm esc}^{\rm 3D}\right>\simeq 5\, \%$，因为LyC光子仅被较厚的圆盘适度吸收。我们的实验表明，高金属丰度可能更负责在大质量恒星形成星系中观察到的低逃逸分数，支持逃逸分数随晕质量增加而减少的情况。最后，可以忽略不计的逃逸分数和表面密度的恒星形成或星系外流率之间的相关性。
2020-10-14 astro-ph.GA
Reconstructing the redshift evolution of escaped ionizing flux from early galaxies with Planck and HST observations
虽然在$6 \lesssim z \lesssim 10$的星系被认为是宇宙再电离的主导时期，电离通量$f_\mathrm{esc}$的逃逸分数和光子产生率$\dot n_γ$从这些星系必须随红移而变化，同时匹配CMB和低红移观测。我们用普朗克2015年测量的汤姆逊光学深度$τ$、普朗克2016年最近的低多极E模式偏振测量、SDSS BAO数据和$3 \lesssim z \lesssim 10$星系观测来约束$f_\mathrm{esc}(z)$和$\dot n_γ(z)$。我们比较不同的星系光度函数校准到HST观测，使用参数和非参数统计方法，边缘化的有效聚块因子$C_\mathrm{HII}$，的LyC生产效率$ξ_\mathrm{ion}$，和时间演化的紫外线限制幅度$dM_\mathrm{SF}/dz$。使用幂律模型，我们发现$f_\mathrm{esc} \lesssim 0.5$在$z=8$与斜率$β\gtrsim 2.0$在$68\%$的信心，几乎没有依赖于星系光度函数或数据，虽然有不可忽略的概率没有红移演化$β\sim 0$或小逃逸分数$f_\mathrm{esc} \sim 10^{-2}$。$f_\mathrm{esc}(z)$的非参数形式随红移显著地演化，分别在$z=6,9,12$处产生$f_\mathrm{esc} \sim 0.2, 0.3, 0.6$。然…
2016-05-12 astro-ph.CO astro-ph.GA
Hubble imaging of the ionizing radiation from a star-forming galaxy at z=3.2 with fesc>50%
恒星形成星系被认为是主导z>7的宇宙再电离的主要候选源，并且在中等红移处显示莱曼连续体（LyC）泄漏的类似物的搜索是目前活跃的研究路线。我们使用F336 W滤镜中的哈勃/WFC 3在z=3.2处观察到了一个恒星形成星系，对应于730- 890 A静止坐标系，并检测到LyC发射。这个星系非常紧凑，并且有很大的氧比[OIII]5007/[OII]3727（>=10）。光学/近红外光谱和深多波段测光（包括6 Ms X射线，钱德拉）没有显示核活动。测量的电离辐射逃逸分数的范围为50-100\%，这取决于IGM衰减。在S/N=10处探测到LyC发射，m（F336 W）=27.57+/-0.11，有效半径R_e<200 pc，空间分辨良好。从光电离和辐射转移模型的预测是在这里报道的属性，表明恒星风和超新星爆炸的有核恒星形成区域可以吹空腔产生密度有界的条件下兼容的光学薄介质。不管电离辐射的性质如何，这些源在整个电磁波谱上的光谱特征对于它们在再电离时期（当LyC不可观测时）的识别至关重要。有趣的是，斯皮策/IRAC最近在z~7.5-8.5处观测到的强烈静止帧光发射（[OIII]+Hbeta）的光度特征与在该星系中观测到的相似。只有詹姆斯·韦伯太空望远镜将测量z>7的光学线比，允许与较低红移的LyC发射体进行直接比较。
2016-02-01 astro-ph.GA
Peering through the holes: the far UV color of star-forming galaxies at z~3-4 and the escaping fraction of ionizing radiation
我们的目标是研究逃逸电离辐射对高红移星系颜色选择的影响，并确定候选的莱曼连续谱（LyC）发射体。井上等人的星系际介质公式。（2014）和Bruzual&Charlot（2003）的星系合成模型已被用来正确处理紫外恒星辐射、星系际传输的随机性和电离区的平均自由程。通过打开/关闭电离辐射的逃逸分数来计算颜色轨迹。与最近的研究不同，IGM传输的仔细处理导致高红移宽带颜色选择没有显着影响。随着红移的增加，电离光子的平均自由程减小，进一步减少了LyC对宽带颜色的贡献。我们还表明，突出的LyC源可以选择在适当的条件下，通过计算零逃逸电离辐射的概率。该方法适用于从GOODS-S领域提取的星系样本。一个已知的LyC源在z=3.795被成功地恢复为LyC发射体候选者，另一个令人信服的候选者在z=3.212的报告。对这两个来源的详细分析（包括它们的变化性和形态）表明，在紫外线中，恒星和非恒星（AGN）的贡献可能是混合的。结论：2.5<z<4.5星系的经典宽带颜色选择不会阻止所选样品中包含LyC发射体。在相对明亮的星系（L>0.1L*）中，大的fesc可能是由于存在一个在任何波长都不容易探测到的微弱活动星系核。混合恒星和非恒星（AGN）的电离辐射可以共存于这些系统中，并解释了文献中报道的紫外过剩和恒星星族合成模型之间的紧张关系。
2015-02-24 astro-ph.GA
Indirect Evidence for Escaping Ionizing Photons in Local Lyman Break Galaxy Analogs
早期恒星形成的星系群是宇宙再电离的主要候选者。目前还不清楚是什么条件和物理过程使相当一部分电离光子能够从这些富含气体的星系中逃逸出来。在本文中，我们提出的分析结果的HST COS远紫外光谱加上辅助多波段数据的一个样本的22个低红移星系，是很好的类似物，典型的恒星形成星系在高红移。我们测量了三个参数，提供了电离辐射逃逸的间接证据：（1）在饱和的星际低电离吸收线的核心的剩余强度。(2)蓝移莱曼α线发射的相对量，和（3）[SII]光学发射线的相对弱。我们使用这些诊断来排序我们的样品在可能的泄漏方面，注意到最近已经为我们样品中最泄漏的成员之一做出了逃避莱曼连续体的直接测量。然后，我们检查我们的排名和其他建议的诊断泄漏之间的相关性，并找到一个与莱曼α发射线的等效宽度的相关性。谈到星系的性质，我们发现与泄漏最强的相关性是与恒星形成区域的紧凑性和星系外流的速度。这表明极端的反馈-高强度的电离辐射和来自辐射和热银河风的强大压力-结合在一起，在中性气体中产生了重要的空穴。这些结果不仅揭示了电离辐射从恒星形成强烈的星系逃逸的物理机制，它们还提供了间接的观测指标，可用于高红移，直接测量逃逸的莱曼连续辐射是不可能的。
2015-08-04 astro-ph.GA
A Deep HST Search for Escaping Lyman Continuum Flux at z~1.3: Evidence for an Evolving Ionizing Emissivity
我们获得了15个z~1.3的星暴星系在GOODS场中的深哈勃空间望远镜远紫外图像，以寻找逃逸的莱曼连续谱光子。这些是在这么大的面积（4.83弧分^[2]）上拍摄到的最深的远紫外图像（m_{AB} =28.7，3σ，1”直径），并为任何红移的星系提供了最佳的逃逸分数约束。我们没有探测到任何单独的星系，3σ极限的莱曼连续统（~700 μ m）通量比静止坐标系UV（1500 μ m）连续统通量暗50- 149倍（以f_nu计）。校正平均IGM衰减（因子~2）以及恒星固有的莱曼破裂（~3），这些限制转化为相对逃逸分数限制f_{esc,rel} <[0.03，0.21]。叠加极限为f_{esc,rel}（3σ）<0.02。我们使用蒙特卡罗模拟来正确解释IGM不透明度的预期分布。当包括以前的调查在z~1.3的限制，我们发现，在95%的置信水平，不超过8%的恒星形成星系在z~1.3可以有相对逃逸分数大于0.50。或者，如果大多数星系的逃逸莱曼连续统很小，但不为零，那么逃逸分数不可能超过0.04。叠加极限和来自蒙特卡罗模拟的极限两者均表明，在z~1.3处的平均电离发射率（相对于非电离UV发射率）显著低于在z~3处的莱曼断裂镓（LBG）中观察到的。如果恒星形成星系的电离辐射率实际上随红移而增加，这将有助于解释IGM在z>4时的高光电离率和星系际介质在z>6时的再电离率。[删节]
2010-01-19 astro-ph.CO astro-ph.GA
Inferring the HII region escape fraction of ionizing photons from infrared emission lines in metal-poor star-forming dwarf galaxies
通过对邻近星系中电离光子的ISM孔隙度进行定量分析，可以加深我们对导致莱曼连续统光子从星系中泄漏的机制的理解。具有低金属和尘埃含量的原始星系已被证明比其高金属含量的对应物具有更大的斑块和多孔的ISM。这种特殊的结构在多大程度上有助于电离光子的泄漏仍有待定量研究。为了解决这些问题，我们建立了一个精细的网格模型，包括密度有界的区域和X射线源的可能贡献。使用MULTIGRIS，一个新的贝叶斯代码的基础上Monte Carlo抽样，我们结合模型作为部门在各种假设下提取的概率密度分布的参数和推断相应的逃逸分数从H II区域（fesc，HII）。我们应用这个新的代码的样本39个著名的本地恒星爆发矮星系的矮星系调查。我们证实了以前的结果暗示在低金属丰度星系的ISM电离光子的孔隙度增加，并提供，第一次，定量预测fesc，HII。预测的fesc，HII的低金属量的对象跨越一个大范围的值，高达60%，而更多的金属丰富的星系推导出的值是全球较低。我们还研究了逃逸分数的其他参数的影响，并发现特定的恒星形成率最好的相关性与fesc，HII。最后，我们提供了观测的线比，可以用来作为示踪剂的光子逃离密度有界的区域。虽然这种多部门建模仍然过于简单，无法完全捕捉ISM的复杂性，但它可以用于预选星系样本，根据当前和即将到来的光谱数据，在未解决的本地和高红移星系的调查电离光子的潜在泄漏。
2022-08-09 astro-ph.GA
High Redshift Massive Quiescent Galaxies are as Flat as Star Forming Galaxies: The Flattening of Galaxies and the Correlation with Structural Properties in CANDELS/3D-HST
我们利用视轴比$q$研究了在所有5个CANDELS/3D-HST场中的$0.2<z<4.0$处星系的中值扁平。我们将样本分成红移，恒星质量，sérsic指数，大小和UVJ确定的恒星形成状态的箱，以发现中位数$q$（$q_{med}$）最重要的驱动因素。$z<1$和$M_{*}>10^{11}M_{\odot}$的静止星系比质量较低的星系更圆，这与它们通过干合并显着增长的假设一致。在高红移的大质量静止星系变得更平坦，和在$2.5<z<3.5$的恒星形成大质量星系一样平坦，与通过直接转换或湿合并形成一致。我们发现，在静止的星系，与$q_{med}$和$M_{*}$，$z$和$r_{e}$的相关性驱动的演化在sérsic指数（$n$），符合不断增长的积累较小的合并在较低的红移。有趣的是，$n$并没有在恒星形成星系中完全推动这些趋势。相反，在恒星形成的星系中，最强的预测$q$的是有效半径，在那里较大的星系更平坦。我们的研究结果表明，$q_{med}$是跟踪膨胀到总（$B/T$）星系的比例，这将解释为什么较小/更大质量的恒星形成星系比他们的扩展/质量较小的类似物更圆，虽然目前还不清楚为什么sérsic指数与恒星形成星系的扁平化比静止星系更弱。
2019-01-07 astro-ph.GA
The impact of ionizing radiation on the formation of a supermassive star in the early Universe
在一个恒星形成强烈的星系附近，一个巨大的原始晕可能坍缩成一颗超大质量恒星（SMS），并留下一个大约$10^5~M_{\odot}$的大质量黑洞种子。为了研究电离辐射对附近星系SMS形成的影响，我们选择了一对在$z >10$形成的大质量暗物质晕，进行了三维辐射流体动力学模拟。我们发现，丰富的结构，如团块和细丝周围的源星系屏蔽电离辐射的云。事实上，在某些情况下，电离辐射会加速云的坍缩。这一事实表明，云周围的电离有助于它的崩溃。只有在结构形成初期的强辐射才能阻止云的坍缩，但这比观测允许的值要强得多。我们还探讨了电离辐射对68晕样本的影响，通过采用分析模型，发现增加的平均密度的气体之间的SMS形成云和源星系保护电离辐射的气体云，因为它们彼此接近。因此，我们得出结论，电离辐射并不能阻止在大多数情况下形成的SMS。
2017-07-15 astro-ph.CO astro-ph.GA
Limits on the LyC signal from z~3 sources with secure redshift and HST coverage in the E-CDFS field
目的：我们的目标是从Chandra深场南部的源样本中测量LyC信号。我们收集恒星形成星系（SFG）和活动星系核（AGN）的准确光谱红移，其中哈勃太空望远镜（HST）的覆盖范围和多波长测光。方法：我们选择了约200个来源的样本在z~3。利用HST分辨率，我们应用了仔细的清洗程序，并拒绝了显示附近具有不同颜色的团块的源，这些团块可能是较低z的闯入者。我们的干净样品包括86个SFG（包括19个窄带选择的Lya发射体）和8个活动星系核（包括6个X射线检测）。我们在四个窄带滤光片中测量了孔径测光的LyC通量，这些滤光片覆盖了912 A静止帧（3.11<z<3.53）以下的波长。我们估计了活动星系核和星系的电离（LyC通量）和1400 A非电离辐射之间的比率。结果如下：通过运行群体合成模型，我们假设平均内在L（1400 A）/L（900 A）比为5作为我们样本的代表值。有了这个值和星系际介质的视线的平均处理，我们估计的LyC逃逸分数相对于本征值（fesc_rel（LyC））。我们不直接检测来自任何单个SFG的电离辐射，但我们能够设置fesc_rel（LyC）<12（24）%的1（2）sigma上限。该结果与文献中发表的其他未检出结果一致。对于Lya发射体的子样本，无法计算出有意义的限值。我们获得了一个重要的直接检测的活动星系核在z=3.46，与fesc_rel（LyC）=（72+/-18）%。…
2016-01-12 astro-ph.GA
Milky Way Star Forming Complexes and the Turbulent Motion of the Galaxy's Molecular Gas
我们分析斯皮策GLIMPSE，MSX和WMAP图像的银河系，以确定8微米和自由的银河系中的源。在88个WMAP源中，有72个在GLIMPSE和MSX巡天中被覆盖，适合识别大质量恒星形成复合体（SFC）。我们测量的SFCs的电离光度函数，并研究它们在银河系的分子气体的湍流运动中的作用。我们发现银河系的自由-自由总通量f_v = 46177.6 Jy，其中72个WMAP源在全覆盖范围为8微米的情况下占34263.5 Jy（~75%），这两个测量都是在ν= 94 GHz（W波段）进行的。我们发现，共有280个SFC，其中168个具有独特的运动学距离和自由的光度。我们使用一个简单的模型，恒星形成的径向分布估计的自由和电离光度的来源缺乏距离测定。经尘埃校正后的总电离光度为Q = 2.9 \pm 0.5 x 10^53光子/秒^-1，这意味着银河系恒星的形成速率为1.2 \pm 0.2 M_{\sun}/年^-1。我们提出的（电离）的亮度函数的SFC，并表明，24个源发出一半的电离光度的银河系。SFC在GLIMPSE或MSX图像中表现为气泡;与气泡壁相关的径向速度使我们能够推断气泡的膨胀速度。我们计算的气泡膨胀的动力学光度，并比较它的内部分子盘的湍流光度。发射80%的银河系自由-自由光度的SFC产生的动力学光度等于内分子盘湍流光度的65%。这表明气泡的膨胀是银河系内部分子气体湍流运动的主要驱动…
2012-04-18 astro-ph.GA
The ionizing photon production efficiency of star-forming galaxies at $z\sim 4-10$
本研究利用JWST数据中761个z≈4-10星系样本的巴耳末线，测量电离光子产生效率ξ_ion，发现其随红移增加、随恒星质量降低而升高，低质量、高sSFR、暗弱及高EW([OIII])星系是更高效的电离光子产生者。
2025-05-23 astro-ph.GA
Resolving a dusty, star-forming SHiZELS galaxy at z=2.2 with HST, ALMA and SINFONI on kiloparsec scales
我们提供了SHiZELS-14的~ 0.15“空间分辨率图像，SHiZELS-14是一个质量（M*~10^11 M_sol），尘埃，恒星形成星系，z=2.24。我们的静止帧~ 1 kpc尺度，匹配分辨率数据包括四种不同的广泛使用的恒星形成示踪剂：H-α发射线（来自SINFONI/VLT），静止帧紫外连续谱（来自HST F606 W成像），静止帧远红外（来自ALMA）和射电连续谱（来自JVLA）。虽然SHiZELS-14最初是通过其适度的H-α发射线通量来识别的，但它似乎是一个活跃的恒星形成（SFR~1000 M_sol/yr）的亚毫米星系的例子，可能正在进行合并。SHiZELS-14在$\rm{H}α$和静止帧光学和FIR中显示了一个紧凑的尘埃中央星暴，以及扩展的发射。的紫外线发射是空间偏移的尘埃连续发射的峰值，并出现跟踪孔的尘埃分布。我们发现，尘埃衰减随星系空间范围的变化而变化，在尘埃最多的区域，尘埃衰减的峰值至少为A_H-α ~5，而在中心星爆区，尘埃衰减的峰值可能更高。使用不同示踪剂的标准校准推断的全球恒星形成率从~10-1000 M_sol/yr不等，并且在星系的尘埃中心特别不一致。这个星系突出了由较短波长数据提供的恒星形成星系演化的偏见。
2021-02-15 astro-ph.GA
Dwarf Galaxies with Ionizing Radiation Feedback. I: Escape of Ionizing Photons
我们描述了一种新的方法来模拟电离辐射和超新星反馈的类似物的低红移星系盘。在这种方法中，我们称之为恒星形成分子云（SFMC）粒子，我们使用射线跟踪技术来解决辐射转移方程的紫外光子发射的数千个不同的粒子在飞行中。结合3.8pc的高数值分辨率，对恒星反馈的真实描述有助于自我调节恒星的形成。这种新的反馈方案也使我们能够研究电离光子从恒星形成团和星系中的逃逸，并研究恒星形成气体团的演化环境。通过模拟2.3e11Msun晕中的银盘，我们发现在2000万年的时间里，旋臂上所有辐射源（不包括中心2.5kpc）的平均逃逸分数在0.08%~ 5.9%之间波动，平均值为1.1%。从这些源逃逸的光子通量并不强烈，但表现出一个大的开角超过60度的银根极。此外，我们研究了每个SFMC粒子的逃逸分数f_esc（i），以及它如何随着粒子年龄的变化而演变。我们发现，平均逃逸分数f_esc由少数具有高f_esc（i）的SFMC粒子控制。平均而言，SFMC粒子的逃逸分数从其诞生时的0.27%上升到粒子寿命结束时的2.1%，6百万年。这是因为SFMC粒子从它们诞生的致密气体团中漂移出来，并且因为恒星形成团周围的气体被电离辐射和超新星反馈分散。在这项研究中建立的框架带来了更深入的了解光子逃逸分数的物理从一个单独的恒星形成的团块，从星系盘。
2018-03-09 astro-ph.CO astro-ph.GA
Observable and ionizing properties of star-forming galaxies with very massive stars and different IMFs
本研究结合定制化恒星演化与大气模型，计算含超大质量恒星（VMS）的星系SED，发现VMS显著提升紫外光度与电离光子产量，且高红移星系IMF可能延伸至VMS区间但比Salpeter更平坦。
2024-12-03 astro-ph.GA
Dust Temperature of Compact Star-forming Galaxies at $ z \sim 1-3$ in 3D-{\it HST}/CANDELS
最近的模拟研究表明，在高红移恒星形成星系（SFG）的压缩可能是一个关键的过程，在此期间，中央隆起正在迅速建立，随后淬火的恒星形成。为了探索致密形态的SFG的尘埃性质，我们研究了尘埃温度$T_{\rm{dust}}$对它们的大小和恒星形成活动的依赖性，使用来自3D-{ \it HST}/CANDELS数据库结合深度{ \it Herschel}观测的在$1 < z < 3$具有$\log (M_{\ast}/M_{\odot}) > 10$的大质量SFG样本。用中红外幂律和远红外修正黑体拟合中远红外光度学，导出了$T_{\rm{dust}}$。我们发现，无论是扩展的和紧凑的SFG一般遵循类似的$T_{\rm{dust}}-z$的主序星星系的演化轨迹。紧凑型SFG似乎与扩展SFG共享类似的尘埃温度。尽管活动星系核在致密的SFG中频繁出现，但我们没有观察到这些星系在致密化过程中活动星系核的存在对尘埃的任何影响。我们的研究结果不利于不同的ISM属性之间的紧凑和扩展SFG，这表明一个快速和紫色的压缩过程可能是不必要的紧凑SFG的形成。
2020-11-11 astro-ph.GA
The HDUV Survey: Six Lyman Continuum Emitter Candidates at z~2 Revealed by HST UV Imaging
我们提出了6个星系在z~2，显示莱曼连续谱（LyC）发射的证据的基础上，新获得的紫外成像的哈勃深紫外遗产调查（HDUV）进行的哈勃太空望远镜（HST）的WFC 3/UVIS相机。在这些源的红移处，HDUV F275 W图像部分探测了电离连续谱。通过利用HDUV/GOODS领域的HST多波长数据，紫外光谱能量分布模型和星系间介质吸收的详细蒙特卡罗模拟，我们估计这些星系的绝对电离光子逃逸分数非常高-通常>60%（>13%的所有来源在90%的可能性）。我们的研究结果与以前的研究结果基本一致，这些研究发现只有一小部分星系显示出高逃逸分数。这六个星系组成了迄今为止z~2处LyC泄漏候选者的最大样本，其推断的LyC通量已在HST分辨率下清晰地观察到。虽然我们的六个候选者中有三个显示出拥有活动星系核（AGN）的证据，但其中两个被严重遮蔽，它们的LyC发射似乎来自恒星形成区域而不是中央核。这表明了一个AGN辅助途径LyC逃离这些来源。广泛的多波长数据在GOODS领域，特别是近红外棱镜光谱的3D-HST调查，使我们能够详细研究的候选人，并试探性地测试一些最近提出的间接方法来探测LyC泄漏-即，[OIII]/[OII]线比和H $β-$ UV斜率图。我们的候选人的高分辨率光谱后续将有助于限制这种间接的方法，这是我们唯一的希望，研究$f_{esc}$在z~5-9的快速接近时代的詹姆斯韦伯太空望远镜。
2016-11-21 astro-ph.GA
The extended HeII4686-emitting region in IZw18 unveiled: clues for peculiar ionizing sources
新的积分场光谱已经获得了IZw 18，附近的最低金属丰度星系被认为是我们最好的本地模拟系统形成在高z。在这里，我们报告的空间分辨光谱图的星云HeII 4686发射在IZw 18，从我们第一次推导出其总的HeII电离通量。星云HeII辐射暗示了硬辐射场的存在。HeII发射体被观察到更频繁的高Z星系比本地对象。因此，研究IZw 18中的HeII电离源可能会揭示高Z下的电离过程。恒星形成星系中的HeII辐射，被认为主要与沃尔夫-拉叶星（WRs）有关，但WRs不能令人满意地解释任何时候的HeII电离，特别是在最低金属丰度时。来自超新星遗迹或X射线双星的冲击波被认为是HeII电离光子的额外潜在来源。我们的数据表明，传统的HeII电离源（WR，冲击，X射线双星）是不足以解释所观察到的星云HeII 4686在IZw 18发射。我们发现，无论是低金属丰度超大质量O型星或旋转的无金属恒星模型预期的HeII电离辐射可以解释测量的HeII电离预算，而只有后者的模型可以解释的最高值HeII 4686/Hbeta观察。IZw 18中存在这种特殊的恒星是有启发性的，需要进一步的研究。这封信强调了早期宇宙的一些线索可以在我们的宇宙后院找到。
2015-02-02 astro-ph.GA
High Resolution HST Imaging Survey of Local Star-Forming Galaxies I: Spatially-Resolved Obscured Star Formation with H$α$ and Paschen-$β$ Recombination Lines
我们提出了一个样本的24个本地恒星形成的星系观察到的宽带和窄带测光从哈勃太空望远镜，这是局部发光和超亮红外星系的GOALS调查的一部分。在发射线H $α$周围带有窄带滤光片（和[NII]）和Pa $β$，我们获得了影响每个星系中气体的尘埃衰减的可靠估计，探测更高的衰减比可以跟踪的光学巴耳末递减H $α$ /H $β$单独的一个因素的$>1$马格。我们还推断尘埃衰减对恒星通过空间分辨SED-使用所有可用的HST成像滤波器的拟合过程。我们使用各种指标来获得每个空间仓的恒星形成率（SFR），并发现Pa $β$跟踪恒星形成区域的H $α$和光学恒星连续体被严重遮蔽。经尘埃校正的Pa $β$ SFR恢复了24 $μ$ m-推断的SFR，其比率为$-0.14\pm0.32$ dex和从$-0.04\pm0.23$ dex处的$8\mathrm{-}1000\,μ\mathrm{m}$红外光度推断的SFR。无论是在空间分辨和综合意义上，静止帧近红外复合线可以描绘一个更全面的图片恒星形成整个宇宙的时间，特别是即将到来的JWST观测帕邢系列线发射星系早在再电离时代。
2022-09-30 astro-ph.GA
How Do Ionizing Photons Escape from Star-Forming Galaxies?
本文探讨了电离光子从恒星形成星系逃逸的机制，指出其多尺度特性带来的观测挑战，并提出利用宜居世界天文台的紫外积分场单元光谱仪来研究这一过程。
2025-06-29 astro-ph.GA astro-ph.IM
Detection of He++ ion in the star-forming ring of the Cartwheel using MUSE data and ionizing mechanisms
在这里，我们报告的检测星云HeII 4686线在32个HII地区的贫金属碰撞环星系车轮使用多单元光谱探测器（MUSE）数据集。测得的I（HeII 4686）/I（H β）比值范围为0.004 - 0.07，平均值为0.010+/-0.003。这32个HII区域中有10个与超发光X射线（ULX）源的位置一致。我们利用重要诊断线的通量比和简单恒星星族（SSP）光电离的结果来研究He+电离的可能物理机制。我们发现，大部分区域（27）与星团在其Wolf-Rayet（WR）阶段的光电离一致，初始电离参数为-3.5<logU<-2.0。然而，在任何光谱中都没有检测到WR星的特征性特征--蓝凸（BB）。我们证明，这种非检测是由于相对较低的等效宽度（EW）的BB在金属贫乏的SSP，尽管包含足够数量的WR星再现观察到的I（HeII 4686）/I（Hbeta）的比率为1.5%，在车轮金属丰度Z=0.004。与ULX源重合的WR相中的HII区域不显示X射线源电离的线比特征。然而，ULX源可能在五个区域中的两个（#99，144）中的不处于WR相的He+的电离中起作用。辐射冲击电离以及电离光子选择性泄漏通道的存在是#17和#148中可能的场景，这两个区域具有最高的I（HeII 4686）/I（H β）比值。
2023-01-08 astro-ph.GA
Ultraviolet spectra of extreme nearby star-forming regions --- approaching a local reference sample for JWST
附近的矮星系提供了一个独特的实验室，在其中测试低于$Z_\odot/2$的恒星种群模型。这些测试对于解释近年来在$z>6$检测到的令人惊讶的高电离紫外线发射特别重要。我们目前的HST/COS紫外光谱的10个附近的贫金属恒星形成星系选择显示氦II发射的SDSS光谱。这些目标的气相氧丰度（$7.8<12+\log\mathrm{O/H}<8.5$）几乎是一个指数，并且呈现出一致的大比恒星形成率（sSFR $\sim 10^2$ $\mathrm{Gyr}^{-1}$）。紫外光谱证实，贫金属恒星群体可以在高电离紫外线的极端星云发射功率，达到C III]等效宽度相比，在$z\sim 6-7$的系统中看到的。我们的数据揭示了一个显着的过渡，在UV光谱特性与金属丰度降低，与系统低于$12+\log\mathrm{O/H}\lesssim 8.0$（$Z/Z_\odot \lesssim 1/5$）提出最小的恒星风的功能和突出的星云发射在He II和C IV。这是一致的电离光子生产超出了$\mathrm{He^+}$电离边缘相对于H-电离通量的金属丰度低于五分之一太阳，远远超过标准的恒星人口合成预测的数量级增加。我们的研究结果表明，经常被忽视的高能辐射源，如剥离的二元产品和非常大质量的O-星产生更尖锐的变化，在电离光谱的金属丰度比预期的减少。因此，星云发射的C IV和He II由这些恒星提供动力…
2017-08-22 astro-ph.GA
Gravitational lensing reveals ionizing ultraviolet photons escaping from a distant galaxy
在再电离时期，早期宇宙中的中性气体被第一个星系中的年轻恒星发出的硬紫外线电离。要做到这一点，电离紫外光子必须逃离宿主星系。我们提出了哈勃太空望远镜观测的引力透镜星系PSZ 1-ARC G311.6602-18.4624，揭示了明亮的，多重成像电离光子逃逸从一个紧凑的恒星形成区域通过一个狭窄的通道在光学厚气体。引力透镜放大图显示了电离光子如何逃离这个星系，从而促成宇宙的再电离。源的多条视线探测星系际中性氢的吸收，其尺度不超过几百秒差距，甚至可能小于10秒差距。
2019-11-08 astro-ph.GA
Ionization of HeII in star-forming galaxies by X-rays from cluster winds and superbubbles
在恒星形成星系中的HeII星云发射源的性质仍然存在争议，各种类型的天体都被考虑过，包括沃尔夫-拉叶星，X射线双星和第三星族星。现代X射线观测显示，在恒星形成的星系中到处都有热气体。我们使用碰撞电离等离子体代码来计算特定的HeII电离热气体产生的通量，并表明，如果它的温度不是太高（小于2.5 MK），那么所观察到的软扩散X射线辐射水平可以解释HeII电离星系。为了从物理上理解这一结果，我们提出了一个模型，该模型将星系团风和热超级气泡的流体动力学与星系中年轻大质量星系团的观测种群相结合。我们发现，在低金属丰度星系，热气体的温度较低，HeII电离光子的生产率较高相比，高金属丰度星系。原因是在低金属量星系中，大质量恒星的恒星风较慢，在周围介质中输入的机械能较少。此外，我们表明，星系中年龄高达10-20万年的星团合奏可以产生足够的软X射线，以诱导星云HeII辐射。我们讨论的模板低金属丰度星系I ZW 18的观测，并建议在这个星系的HeII星云是由一个热的超级气泡。最后，欣赏恒星反馈的复杂性，我们认为，软X射线从热超级气泡的HeII电离通量在低金属丰度恒星形成星系的主要来源之一。
2022-03-09 astro-ph.GA
The Evolution of the HeII-Ionizing Background at Redshifts 2.3<z<3.8 Inferred from a Statistical Sample of 24 HST/COS HeII Ly$α$ Absorption Spectra
利用哈勃太空望远镜（HST）的宇宙起源光谱仪（COS）观测了16个HeII透明类星体在2.54<z<3.86处的HeII Ly $α$吸收有效光学厚度（$τ_{\rm eff}$），测量了其大尺度（~40 Mpc）有效光学厚度，以表征星系际介质（IGM）中氦的电离状态.我们提供了在z>3.5时6条信噪比>3的HeII视线中测量的$τ_{\rm eff}$的第一个统计样本，并研究了24条HeII视线中$τ_{\rm eff}$的红移演化和视线间方差。我们证实了中值$τ_{\rm eff}$从z=2.7时的~2增加到z>3时的>5，并且$τ_{\rm eff}$的散射随着红移而增加。z>3.5的氦II吸收主要是饱和的，但孤立的窄（$Δv<650$ km/s）传输尖峰表明再电离氦的补丁。我们将我们的测量结果与一系列UV背景模型的预测进行比较，这些UV背景模型应用于大体积（146 Mpc）$^3$流体动力学模拟的输出，通过对我们样本的质量和大小进行前瞻性建模。在z>2.74时，$τ_{\rm eff}$的方差显著超过了空间均匀紫外背景的预期，但与类星体数密度和再电离后IGM中平均自由程变化引起的波动辐射场一致。我们开发了一种方法，从中位数$τ_{\rm eff}$推断波动紫外背景的HeII光电离率中位数$Γ_{\rm HeII}$，发现在z~2.6和z~3.1之间，$Γ_{\rm HeII…
2019-04-04 astro-ph.CO astro-ph.GA
Simulating Star Clusters Across Cosmic Time: II. Escape Fraction of Ionizing Photons from Molecular Clouds
我们计算的氢和氦电离辐射逃逸恒星形成的分子云，作为一个功能的星团质量和紧凑性，使用一套高分辨率的辐射磁流体动力学模拟恒星形成的自引力，湍流分子云。在He，Ricotti和Geen（2019）提出的这些模拟中，单个大质量恒星的形成得到了很好的解决，并且它们在主序列上的紫外辐射反馈和寿命被自洽地建模。我们发现，电离辐射从分子云，$\langle f_{\rm esc}^{\scriptscriptstyle \rm MC}\rangle$逃逸分数，随着星团的质量增加，并减少紧凑性。分子云的密度通常在本地宇宙中发现，其$\langle f_{\rm esc}^{\scriptscriptstyle \rm MC}\rangle$可以忽略不计，范围在$0.5\%$到$5\%$之间。密度为10倍的分子云含有$\langle f_{\rm esc}^{\scriptscriptstyle \rm MC}\rangle \approx 10\%-20\%$，而密度为10倍的分子云含有$100\times$，它产生球状星团的祖先。我们发现，$\langle f_{\rm esc}^{\scriptscriptstyle \rm MC}\rangle$增加气体金属丰度降低，即使忽略尘埃消光，由于较强的辐射反馈。然而，逃逸电离光子的总数随着金属丰度的降低而减少，因为恒星形成效率降低。我们的结论是，在$…
2020-01-16 astro-ph.GA
Investigating Nearby Star-Forming Galaxies in the Ultraviolet with HST/COS Spectroscopy. I: Spectral Analysis and Interstellar Abundance Determinations
这是一系列三篇论文中的第一篇，描述了一个利用哈勃太空望远镜上的宇宙起源光谱仪测量9个附近恒星形成星系样本中中性星际介质丰度的项目。我们的目标是评估（中）同质性的多相ISM在星系中的大部分金属可以隐藏在中性相，但金属丰度推断从电离气体中的HII区域。样品，跨越了广泛的物理性质，是迄今为止最适合研究的中性气体在红移z=0的金属性行为。ISM吸收线是根据每个星系内最亮恒星形成区域的远紫外光谱检测到的。在这里，我们报告的意见，数据处理，并分析这些光谱。柱密度测量的多组分线轮廓拟合技术，并获得了广泛的元素的中性气体丰度。考虑了几个警告，包括线饱和，电离校正，和灰尘耗尽。电离效应进行了量化与“特设”云模型再现复杂的光电离结构的电离和中性气体周围的紫外线明亮的来源。从中性气体物种的不饱和剖面的平均柱密度中获得了“红移z=0的恒星形成星系的平均光谱”。该模板可作为研究中性ISM的强有力工具。
2014-08-19 astro-ph.GA
Emission-line Diagnostics at $z\gtrsim 2$: A Probe of the Ionizing Spectrum and $α$ Enhancement Beyond Cosmic Noon
University of California, Los Angeles（加州大学洛杉矶分校）；Steward Observatory, University of Arizona（亚利桑那大学斯图尔德天文台）；Cosmic Dawn Center (DAWN)（宇宙黎明中心）；Niels Bohr Institute, University of Copenhagen（哥本哈根大学尼尔斯玻尔研究所）；University of Kentucky（肯塔基大学）；Department of Physics & Astronomy, University of California, Riverside（加州大学河滨分校物理与天文学系）
通过分析828个星系的发射线比值，发现红移约3.5时离子化光谱更硬，导致星系形成区域在BPT图和O32-R23图上移动，揭示了ISM离子化条件与恒星化学丰度模式的联系。
2026-03-26 astro-ph.GA
Constraining the metallicities, ages, star formation histories, and ionizing continua of extragalactic massive star populations
我们利用61个恒星形成星系的远紫外恒星连续谱来推断大质量恒星的星族性质：其中42个是用HST观测到的低z星系，19个来自Megasaura样本的z~2星系。我们适合每个恒星连续与线性组合多达50个单一的年龄和单一的金属丰度Starburst 99模型。从这些拟合，我们得到轻加权年龄和金属丰度，这与恒星风和光球光谱特征，并推断电离连续谱的光谱形状和强度。推断的轻重量恒星金属丰度跨度为0.05-1.5 Z $_\odot$，与测量的星云金属丰度相似。我们量化的电离连续使用的比率在900度的电离通量在1500度的非电离通量，并证明了这个比例的演化与恒星年龄和金属丰度使用理论单爆发模型。这些单一爆发模型只匹配一半样本的推断电离连续，而另一半则由恒星年龄的混合物描述。混合年龄人口产生更强和更硬的电离光谱比连续的恒星形成的历史，但与以往的研究，假设恒星形成不变，有类似的恒星和星云的金属丰度。恒星星族年龄和金属丰度以不同的和可区分的方式影响远紫外连续谱;假设恒星形成历史不变会降低诊断能力。最后，我们提供了简单的处方，以确定电离光子产生效率（$ξ_{ion}$）的恒星星族的属性。$ξ_{ion}$有一个log（$ξ_{ion})=24.4-25.7$ Hz erg $^{-1}$）的范围，它取决于恒星的年龄、金属丰度、恒星形成历史和双星演化的贡献。这些恒星星族性质必须通过观测来确定，以确定大质量恒…
2019-05-10 astro-ph.GA
The JWST EXCELS Survey: A spectroscopic investigation of the ionizing properties of star-forming galaxies at 1<z<8
本研究利用JWST数据，分析了1<z<8红移范围内恒星形成星系的离子化光子生产效率，通过多变量回归确定关键观测参数，并揭示了固有散射特性。
2025-12-01 astro-ph.GA
Disappearing galaxies: the orientation dependence of JWST-bright, HST-dark, star-forming galaxy selection
本研究首次基于FIRE模拟，发现JWST亮、HST暗的恒星形成星系是高红移、高尘埃消光源沿特定视线观测的结果，方向依赖性对模型比较有重要影响。
2023-10-13 astro-ph.GA
z ~ 2.5 - 3 Ionizers in the GOODS-N Field
我们使用来自$Hubble$深紫外遗产调查（HDUV）的深F275 W成像和来自$HST$ /WFC 3的G280棱镜光谱，以及来自Keck/DEIMOS的新的和存档的光谱，在z ~ 2.5 - 3的GOODS-N场中搜索候选电离源。光谱识别我们的紫外选择源是99%完成的F275 W = 25.5的区域的紫外成像，我们确定6个潜在的电离星系或活动星系在z ~ 3。到目前为止，其中最亮的是z = 2.583的活动星系核，它完全主导了该区域的电离通量，在$912~ Å$处的比电离体积发射率为$ε_{912}$ = $8.3^{27}_{1.4} \times 10^{24}$ erg s $^{-1}$ Hz $^{-1}$ Mpc $^{-3}$。根据我们的光谱数据，我们发现四个候选人被污染的前景星系在z ~ 0.5 - 0.7。当$ε_{912}$ = $2.2^{7.2}_{0.4} \times 10^{23}$ erg s $^{-1}$ Hz $^{-1}$ Mpc $^{-3}$时，剩余的候选星系对电离背景的贡献远低于在z ~ 2.5 - 3处覆盖星系际介质所需的通量，这与以前的观测结果一致，即活动星系核提供了这些红移的大部分电离背景。
2018-06-22 astro-ph.GA
Anatomy of the AGN in NGC 5548: II. The Spatial, Temporal and Physical Nature of the Outflow from HST/COS Observations
我们对NGC 5548的深层多波长活动揭示了异常强烈的X射线遮蔽。由此产生的事件电离通量的急剧下降，使我们能够构建一个全面的物理，空间和时间的图片长期研究活动星系核风在这个对象。在这里，我们分析了在运动期间以及从以前的四个时代获得的流出的紫外光谱。我们发现，一个简单的模型的基础上固定的总柱密度吸收，电离照明的变化作出反应，匹配非常不同的电离状态，在5个光谱时代跨越16年。在我们的战役中，第一次出现了来自C III* 的吸收槽。根据这些低压槽，我们推断主要的外流分量位于距离中心源3.5+-1pc处。其他三个组件位于5-70 pc之间，两个组件超过100 pc。丰富的观测约束和不同时期之间观测到的X射线和紫外线通量的不同关系，使我们的物理模型解释槽变率数据的类星体外流的领先竞争者。
2014-11-08 astro-ph.GA
Photon leaking or very hard ionizing radiation? Unveiling the nature of heII-emitters using the softness diagram
具有星云HeII辐射的恒星形成星系包含非常高能的电离辐射源，这可以被认为是早期宇宙再电离的主要贡献者。因此，为这些源的等效有效温度（T*）提供可靠的绝对标度是非常重要的。我们使用所谓的软度图研究了一个局部（z< 0.2）恒星形成星系的样本，该样本显示了光学星云HeII发射，涉及两个连续电离阶段中两种元素的发射线（例如，[SII]/[SIII]对[OII]/[OIII]）。我们第一次使用HeI/HeII的比例在这些图中，以探索更高的范围内的T* 预期在这些objects.We建立网格的光电离模型，涵盖不同的黑体温度，模型集群的气氛，和密度有界的几何形状来解释样品中观察到的条件。我们验证了使用的软度图，包括发射线比HeI/HeII结合黑体光电离模型可以提供一个绝对规模的T* 为这些对象。类贝叶斯编码的应用表明，星系样本的T* 在50-80 kK的范围内，平均值高于60 kK。这些高温值的平均值只能用几乎不含金属的恒星的星团模型来重现，尽管这样的电离源不能解释超过1 σ的最高T* 值，也不能解释在软度图中观察到的色散。根据我们的光电离模型，大多数样本星系可能会在一定程度上受到电离光子泄漏的影响，呈现出平均光子吸收分数为26%或更高，这取决于电离星系团的金属丰度假设。
2020-09-23 astro-ph.GA
Geometry of Star-Forming Galaxies from SDSS, 3D-HST and CANDELS
我们确定了恒星形成星系在0<z<2.5时的内在三维形状分布，这是从它们观测到的投影轴比推断出来的。在现今的宇宙中，所有质量为1 e9 - 1 e11 Msol的恒星形成星系主要是薄的，接近扁圆的盘，与以前的研究一致。我们现在将这一理论扩展到更高的红移，发现在大质量星系（M* > 1 e10 Msol）中，盘是最常见的几何形状。z < 2. Lower-mass galaxies at z>1具有广泛的几何形状：伸长（扁长）星系的比例随着红移的增加和质量的降低而增加。恒星质量为1 e9 Msol（1 e10 Msol）的星系团是在z~1（z~2）处由数量大致相等的拉长星系和盘状星系混合而成。这表明在这个质量范围内的星系还没有在许多轨道周期内维持的盘，这意味着现在恒星质量与银河系相当的星系通常首先在红移z~1.5-2处形成这种持续的恒星盘。结合恒星形成率密度的演化和不同质量星系的恒星形成分布的约束，我们的研究结果意味着，平均在宇宙时间，大多数恒星形成的磁盘。
2014-08-13 astro-ph.GA
The Compact Star-Forming Galaxies at $2<z<3$ in 3D-HST/CANDELS: AGN and Non-AGN Physical Properties
在$2<z<3$观测的5个3D-HST/CANDELS场上，研究了有无活动星系核的大质量致密恒星形成星系（cSFG）在恒星星族特性、结构和环境方面的差异.在221个大质量cSFG的样本中，我们构成了迄今为止最完整的活动星系核普查，通过X射线探测，中红外颜色标准和/或SED拟合识别出66个活动星系核，而其余的（155个）是非活动星系核。进一步将这些cSFG分成两个红移仓，即，$2<z<2.5$和$2.5 \leq z<3$的计算结果表明，在每个红移仓中，有活动星系核的cSFG与无活动星系核的cSFG具有相似的恒星质量、比恒星形成率和$L_{\rm IR}$/$L_{\rm UV}$的分布。在对那些具有X射线探测到的活动星系核的cSFG（37）进行二维表面亮度建模以校正中心点状X射线活动星系核对其宿主星系结构参数测量的影响之后，我们发现，在每个红移仓中，具有活动星系核的cSFG具有所有相关结构参数的可比分布，即，Sersic指数、20%光半径、Gini系数和集中指数等。随着可用气体和尘埃的逐渐消耗，由上述结构参数指示的cSFG的结构似乎随着红移的减小而稍微更加集中。在$2<z<3$，有活动星系核和没有活动星系核的cSFG之间类似的环境表明，它们的活动星系核活动可能是由内部长期过程触发的，例如引力不稳定性或/和动力学摩擦。
2020-06-11 astro-ph.GA
Diffuse Ionized Gas in Simulations of Multiphase, Star-Forming Galactic Disks
有人假设，来自年轻的大质量星团的光子负责维持银河系和其他盘状星系中弥漫的温暖电离气体的电离。对于热电离介质（WIM）的理论研究，求解辐射传输方程是至关重要的，其中ISM和团簇是自洽建模的。为此，我们采用太阳邻域模型TIGRESS，磁流体动力学模拟的多相，恒星形成ISM，和后处理的模拟与自适应射线跟踪方法转移紫外线辐射的星团。我们发现WIM体积填充因子是高度可变的，并且对电离光子产生速率和ISM结构敏感。在|z|约1 kpc时，平均WIM体积填充因子上升至约0.15。大约一半的电离光子被气体吸收，一半被尘埃吸收;累积电离光子逃逸分数为1.1%。我们的时间平均合成H $α$线轮廓匹配WHAM观测的红移（流出）侧，但蓝移侧的强度不足。我们的模拟匹配的Dickey-Lockman中性密度分布以及，但只有一小部分的快照具有高海拔WIM密度与雷诺层估计一致。我们计算了一个聚集校正因子C = <n_e>/sqrt<n_e^2>~0.2，它随离中平面的距离和时间的变化而显著恒定，这可以用来改进从观测到的边缘星系H $α$表面亮度轮廓对电离气体质量和平均电子密度的估计。
2020-06-11 astro-ph.GA
A rise in the ionizing photons in star-forming galaxies over the past 5 billion years
利用SHELS星系红移巡天的F2场研究了0.2<z<0.6星系中电离光子的变化。我们首次发现，当[OIII]/Hb和[OIII]/[OII]比值上升时，[NII]/H-alpha和[SII]/H-alpha比值在0.2<z<0.35的红移范围内显著下降，恒星质量在9.2<log（M/Msun）<10.6之间。对于9.8<log（M/Msun）<10.0之间的恒星质量，[OIII]/H-beta和[OIII]/[OII]比在整个0.2<z<0.6红移范围内继续上升。我们最终排除了活动星系核污染、ISM压力的变化以及EUV辐射场硬度的变化是导致0.2<z<0.35之间谱线比变化的原因。我们发现，电离参数上升显着的红移（由0.1至0.25德克斯取决于恒星质量的样品）。我们发现，电离参数是强烈相关的分数的100-老恒星，跟踪的H-β等效宽度。我们讨论了这一结果对更高的红移研究的影响，我们认为在高红移使用标准的光学金属丰度诊断的影响。
2015-07-28 astro-ph.CO astro-ph.GA
Radiative transfer of ionizing radiation through gas and dust: grain charging in star forming regions
带电尘埃颗粒的存在对多相星际介质（ISM）的物理演化具有深远的影响。尽管它的重要性，这一过程仍然是很少探索的数值模拟，由于其复杂的物理和对环境的紧密依赖。在这里，我们介绍了一种新的实现粮食充电的宇宙学辐射转移代码碰撞。我们首先基准的代码预测一系列理想化的尘埃HII地区创建的一颗恒星，以评估所产生的空间分布的电荷上的颗粒属性的影响。其次，我们进行了一个现实的辐射转移模拟恒星形成区提取的尘埃星系在再电离时代的演变。我们发现总尘埃质量的$\sim 13$ %带负电，主要是半径为微米的硅酸盐和石墨颗粒。一个复杂的空间分布的颗粒电荷也被发现，主要取决于暴露于恒星辐射和强烈变化沿不同的视线，作为辐射转移效应的结果。最后，我们评估了颗粒性质（化学成分和尺寸）对所得电荷分布的影响。这里描述的新的实现将开辟一个广泛的可能的研究调查的物理演化的尘埃ISM，现在访问的观测高红移和低红移星系。
2021-11-29 astro-ph.CO astro-ph.GA
Constraints on the Lyman continuum escape fraction for faint star forming galaxies
形成恒星的星系一直被认为是宇宙早期紫外背景辐射的主要来源。然而，观测和表征具有显著电离辐射的星系群已被证明是具有挑战性的。特别是，从当地环境逃逸到星系际介质的电离辐射的比例知之甚少。我们研究了逃逸分数与星系光度之间的关系。我们结合深紫外观测的哈勃超深场（UVUDF）与深多单元光谱探测器（MUSE）的同一领域的观测，收集了一个样本的165个微弱的恒星形成星系的$3 < z < 4$红移范围内的莱曼连续带的深休息帧观测。在我们的样本中，我们没有发现任何星系有明显的LyC辐射。我们将星系按不同的红移和亮度间隔分组，并将它们的图像叠加起来。从堆叠的图像，我们估计的相对逃逸分数上限作为光度的函数。由于样品的深度，我们分别在$L \sim L_{\rm z=3}^{*}, 0.5L_{\rm z=3}^{*}$和$0.1L_{\rm z=3}^{*}$处测量到$f_{esc,rel} < 0.07, 0.2$的有意义的1 $σ$上限和0.6。我们使用我们的估计和理论预测从文献中研究的逃逸分数对星系光度的可能依赖性建模的电离背景与不同处方的$f_{\rm esc} (M_{\rm UV})$。我们表明，亮度依赖的理解取决于在未来将逃逸分数限制到$M_{\rm UV} \sim -18$等的能力。
2017-02-22 astro-ph.GA
The Lyman Continuum Escape Survey: Ionizing Radiation from [O III]-Strong Sources at a Redshift of 3.1
我们目前的结果，从连续逃逸巡天（LACES），哈勃太空望远镜（HST）的计划，旨在表征电离辐射出现从一个样本的莱曼α发射星系在红移$z\simeq 3.1$。由于许多显示强烈的[O III]发射特性的$z>6.5$恒星形成星系，他们可能代表有价值的低红移类似物的星系在再电离时代。利用HST Wide Field Camera 3 / UVIS $F336W$对Lyman连续辐射进行成像，研究了该样品中电离光子的逃逸分数。对于61个来源，其中77%的光谱确认和53个测量的[O III]发射，我们检测到莱曼连续泄漏在20%，率显着高于在个别连续选择莱曼破裂星系。我们估计有98%的概率，我们的检测$\leq 2$可能会受到前景污染。拟合多波段光谱能量分布（SED），考虑到不同的恒星星族，尘埃粒子和金属丰度，我们得到个人莱曼连续逃逸分数校正的前景星系际吸收。我们发现逃逸分数为15%至60%的个别对象，并推断出平均20%的逃逸分数拟合复合SED为我们检测到的样本。然而，令人惊讶的是，即使是没有单独的$F336W$检测的那些源的深堆叠也提供了小于0.5%的平均逃逸分数的严格上限。我们研究了各种相关性与源的属性，并讨论了流行的图片，宇宙再电离的背景下，这种紧凑的，低金属量的恒星形成星系驱动的影响。
2019-05-17 astro-ph.CO astro-ph.GA
Large Binocular Telescope observations of new six compact star-forming galaxies with [NeV] 3426A emission
我们报告的发现[NeV]3426发射，除了HeII 4686发射，在六个紧凑的恒星形成星系。这些观测大大增加了我们小组早先发现的八个这样的星系的样本。对于其中四个新星系，光学观测得到了近红外光谱的补充。除了一个星系外，所有星系都有致密的HII区，电子数密度约为300-700 cm-3。它们的特征都是高的β当量宽度EW（H β）~190- 520 A和高的O32=[OIII]5007/[OII]3727比值为10-30，表明星暴年龄年轻，存在高电离辐射。它们都是低金属量天体，12+logO/H=7.46-7.88。所有星系的光谱都显示出低强度的宽分量的H α线，六个物体中有五个显示出沃尔夫-拉叶特征。与光电离模型的比较表明，来自大质量恒星的纯恒星电离辐射不足以在我们的星系中产生如此强的[NeV]和HeII辐射。J1222+3602中的[NeV]3426/HeII 4686通量比约为1.2，与活动星系核电离辐射的某些贡献相一致。然而，在剩下的五个星系中，这个比例要低得多，<0.4。最合理的模型可能是密度不均匀的，其中HeII和[NeV]线在低密度通道中发射，这些通道由流出物制成，并由通过这些通道传播的辐射冲击产生的较硬电离辐射照射，而[OIII]发射起源于暴露于较软恒星电离源的较密集区域。
2021-09-27 astro-ph.GA
HST Grism Confirmation of Two $z \sim 2$ Structures from the Clusters Around Radio-Loud AGN (CARLA) Survey
利用HST无缝棱栅数据，我们报告了$z \sim 2$中与强大的高红移射电活动星系核相关的两个遥远结构的光谱确认。这些丰富的结构，可能（形成）集群，是目前已知的最遥远的，并根据斯皮策/IRAC [3.6] - [4.5]颜色进行了鉴定。我们通过光谱确认了MRC 2036-254区域的9个成员，包括8个恒星形成星系和目标射电星系。中位红移为$z = 2.000$。我们在光谱上确认了B3 0756+406区域的10个成员，包括8个恒星形成星系和2个活动星系核，其中包括目标射电类星体。中位红移是$z = 1.986$。所有确认的成员都在500 kpc（1弧分）的目标活动星系核。我们推导出中位数（平均）恒星形成率的$\sim 35~M_{\odot}\rm ~ yr^{-1}$（$\sim 50~M_{\odot}\rm ~ yr^{-1}$）的确认恒星形成成员的两种结构的基础上，他们的[OIII] $\lambda5007$光度，估计平均星系恒星质量$\lesssim 1 \times 10^{11} ~M_{\odot}$的基础上中红外通量和SED建模。我们确认的大多数成员都位于恒星形成的主序星之上，朝向星暴星系，这与这些早期时期的星系团是恒星形成的重要场所是一致的。MRC 2036-254周围的结构显示了IRAC选择的候选星系团成员的密度过高，这与静止星系一致，而B3 0756+40…
2016-09-14 astro-ph.GA
Interpreting the Ionization Sequence in Star-Forming Galaxy Emission-Line Spectra
高电离的成星星系很容易用BPT图等强发射线技术识别，并在图上形成明显的电离序列。我们使用一个本地最佳发射云模型来拟合发射线比，约束激发机制，光谱能量分布，丰度和物理条件沿恒星形成电离序列。我们的分析利用了一个纯粹的恒星形成星系的样本识别，定义电离序列，通过平均场独立分量分析。以前的工作表明，控制SF星系电离水平的主要参数是金属丰度。在这里，我们表明，所观察到的SF-序列也可以主要解释为一个序列中的分布的电离通量事件的气体扩散到整个星系。金属丰度的变化仍然是模拟SF序列所必需的，然而，我们最好的模型表明，具有最高和最低观测电离水平的星系（在-0.37 < log [O III]/H \b{eta} < -0.09的范围之外）需要金属丰度以外的其他物理参数的变化，我们确定为星系中电离通量的分布。
2016-01-13 astro-ph.GA
The VANDELS survey: the ionizing properties of star-forming galaxies at $3 \leq z \leq 5$ using deep rest-frame ultraviolet spectroscopy
本研究利用VANDELS巡天深紫外光谱，发现低质量、蓝斜率及强Lyα发射星系具有更高电离光子逃逸率和产生效率，表明再电离纪元电离预算可能由暗弱低质量无尘星系主导。
2023-05-10 astro-ph.CO astro-ph.GA
Chemical abundances and ionizing mechanisms in the star-forming double-ring of AM 0644-741 using MUSE data
本文利用MUSE数据测定碰撞星系AM 0644-741中179个HII区域的化学丰度，发现WR星、超亮X射线源及双星星族对电离机制的关键作用。
2024-02-20 astro-ph.GA
The Tarantula Nebula as a template for extragalactic star forming regions from VLT/MUSE and HST/STIS
我们目前的VLT/MUSE观测NGC 2070，在LMC的剑鱼座30的主要电离星云，加上其中央星团R136的HST/STIS光谱。积分场光谱学（MUSE）和伪IFS（STIS）共同提供了对狼蛛中心30 x 30秒差距^2内所有大质量恒星的完整普查。我们讨论了R136的综合远紫外光谱，特别感兴趣的年轻河外星团的紫外研究。在非常早期（1- 200万年），来自超大质量恒星的强烈HeII 1640辐射不能用目前的人口合成模型重现，即使是那些结合了双星演化和超大质量恒星的模型。综合MUSE数据集的星云分析表明NGC 2070的年龄约为450万年。沃尔夫-拉叶特征提供了另一种年龄诊断方法，其主要贡献来自R140而不是R136中数量更多的富氢WN星。在解释河外恒星形成区的空间扩展观测时应谨慎。
2017-02-10 astro-ph.GA astro-ph.SR
HST-COS Observations of AGN. II. Extended Survey of Ultraviolet Composite Spectra from 159 Active Galactic Nuclei
类星体和其他活动星系核（AGN）的电离流对于解释它们的发射谱以及星系际介质（IGM）的光电离和加热都是至关重要的。利用哈勃空间望远镜（HST）上的宇宙起源摄谱仪（COS）的远紫外光谱，我们直接测量了159个活动星系核（AGN）在红移0.001 < z_AGN < 1.476处的静止标架电离连续谱和发射谱线，构造了475- 1875 A的合成谱。在屏蔽了来自HI Lya森林、7个莱曼极限系统（N_HI > 10^17.2 cm^-2）和214个部分莱曼极限系统（15.0 < log N_HI < 17.2）的吸收线之后，我们确定了活动星系核的基本连续谱和来自氧、氖和氮离子的强EUV发射线。159活动星系核呈现出宽范围的FUV/EUV光谱形状，F_nu \propto nu^（alpha_nu），典型的是-2 < alpha_nu < 0，并且在912 A（H I）或504 A（He I）处没有可辨别的连续边缘。复合静止框架连续显示出在1000 A处的逐渐中断，FUV（1200- 2000 A）中的平均光谱指数α_nu = -0.83 +/- 0.09变陡到EUV（500- 1000 A）中的α_nu = -1.41 +/- 0.15。我们讨论的紫外通量周转和缺乏连续边缘的结构的吸积盘，活动星系核的质量流入率，和相对于爱丁顿值的光度的影响。
2014-08-25 astro-ph.CO astro-ph.GA
Feedback and Star Formation Efficiency in High-Mass Star-Forming Regions
本研究使用FLASH代码开展秒差距尺度湍动核引力坍缩模拟，纳入多类辐射反馈与化学过程，探究分辨率、初始条件对大质量恒星形成效率的影响，发现恒星反馈决定最终SFE。
2025-11-18 astro-ph.GA astro-ph.SR
