Optically-Thin Spatially-Resolved Mg II Emission Maps the Escape of Ionizing Photons
早期的恒星形成星系产生了大量的电离光子。这些光子中的一小部分逃离了星系内的气体，重新照亮了整个宇宙。这个逃逸分数对于确定宇宙如何被再电离至关重要，但是中性星系际介质排除了在高红移下直接测量逃逸分数的可能性。逃逸分数的间接估计必须描述宇宙是如何被再电离的。在这里，我们提出了新的凯克宇宙网络成像空间分辨光谱的共振镁II 2800双峰从红移0.36星系，J1503+3644，与先前观察到的逃逸分数为6%。Mg II的发射具有与恒星连续谱相似的空间范围，并且每个Mg II双线都很好地拟合了单高斯。Mg II的光学厚度较薄。红色和蓝色Mg II发射线双峰的本征通量比$R = F_{2796}/F_{2803}$由原子物理学设置为2，但是Mg $^+$气体沿着视线与Mg II光学深度成比例地减小$R$。结合金属丰度，$R$估计中性气柱密度。观测到的$R$在整个星系中的范围为0.8-2.7，这意味着相对逃逸分数的空间变化系数为2。所有逸出J1503+3644的电离光子都穿过高$R$区域。我们结合Mg II的排放和尘埃衰减，以准确地估计绝对逃逸分数的10个本地莱曼连续体发射星系，并建议Mg II可以预测逃逸分数的时代内的再电离。
2020-08-17 astro-ph.GA
The connection between the escape of ionizing radiation and galaxy properties at z~3 in the Keck Lyman Continuum Spectroscopic Survey
电离辐射逃逸分数（$f_{esc}$）和星系性质之间的联系，如恒星质量（M*），年龄，恒星形成率（SFR）和尘埃含量，是再电离模型的关键输入，但这些关系中的许多在高红移下仍然未经检验。本文对Keck-Lyman连续谱巡天（KLCS）中的96个z~3星系进行了分析。这些星系都有灵敏的凯克/LRIS光谱测量的莱曼连续（LyC）区域，和多波段测光的地方限制恒星星族参数。我们构建复合光谱的子样本作为星系属性的函数，并量化每个复合材料的电离光子逃逸。我们发现$f_{esc}$和M* 之间存在显著的反相关，这与宇宙学放大模拟的预测一致。我们还发现$f_{esc}$和E（B-V）之间存在显著的反相关性，编码了我们样本中LyC逃逸的潜在物理学。我们还发现，$f_{esc}$和恒星年龄或特定的SFR（=SFR/M*）之间没有显着的相关性，具有挑战性的解释，同步最近的恒星形成和电离逃逸的有利条件。在KLCS中，与$f_{esc}$相关的星系属性是Ly $α$等效宽度、紫外线亮度、M*、SFR和E（B-V），但年龄或sSFR没有相关性。到目前为止，这是最全面的分析星系属性和LyC逃逸在高红移，并将用于指导未来的模型和观测的再电离时代。
2022-10-29 astro-ph.GA
The Connection Between Reddening, Gas Covering Fraction, and the Escape of Ionizing Radiation at High Redshift
我们利用z~3的大样本星系建立了红移、中性气体覆盖率（fcov（HI））和高红移电离光子逃逸之间的关系。我们的样本包括933个z~3的星系，其中121个在剩余紫外（λ =850-1300 A）下具有非常深的光谱观测（>7小时）。基于这些星系的复合光谱所示的外流光学厚HI的高覆盖率，我们得出结论，光电吸收，而不是尘埃衰减，占主导地位的电离光子耗尽。通过模拟的复合光谱的组合的未衰减的恒星光谱，包括星云连续发射的一个被吸收的HI和红的视线消光，我们得出的经验关系E（B-V）和fcov（HI）。具有更红的UV连续体的Galerkin具有更大的HI覆盖分数，其特征在于更高的视线折射率。我们的结果与Lya通过无气体视线的逃逸是一致的。覆盖分数的基础上，低电离星际吸收线系统低估那些推导出的HI线，这表明大部分流出的气体可能是贫金属。我们发展了一个模型，它连接的电离逃逸分数与E（B-V），并可用于估计逃逸分数的一个系综的高红移星系。或者，直接测量我们的数据的逃逸分数，使我们能够限制的内在900-1500 A的流量密度比为>0.20，一个值，有利于恒星星族模型，包括较弱的恒星风，一个平坦的初始质量函数，和/或二进制的演变。最后，我们展示了如何在这里讨论的框架可以用来评估电离辐射逃逸高红移星系的途径。[删节]
2016-06-10 astro-ph.GA
Small-scale Intensity Mapping: Extended Halos as a Probe of the Ionizing Escape Fraction and Faint Galaxy Populations during Reionization
我们提出了一种新的方法来量化的电离光子逃逸分数的值，并在宇宙再电离的时代，超微弱的星系聚集在明亮的物体周围的存在，使用弥漫的Ly $α$，连续和H $α$发射观测星系周围的$z\sim6$。我们通过扩展Mas-Ribas & Dijkstra（2016）和Mas-Ribas et al.（2017）中开发的形式主义，考虑到从中央星系逃逸的电离光子提供的荧光发射以及卫星恒星形成源的星云发射，对漫射晕的表面亮度分布进行了建模。我们预测的配置文件和LY $α$观测$z=5.7$和$z=6.6$之间的比较有利于低电离逃逸分数，$f_{\rm esc}^{\rm ion}\sim5\%$，星系的范围$-19\gtrsim M_{\rm UV} \gtrsim -21.5$。然而，由于观察中的不确定性和可能的系统性，无法得出确切的结论。我们预测H $α$和休息帧可见连续观测与JWST，并表明，JWST将能够检测扩展（几十千秒差距）荧光H $α$发射供电的电离光子逃逸从一个明亮的，$L\gtrsim 5L^*$，星系。这种观测可以区分荧光发射和卫星源的星云发射。我们讨论了如何观测和堆叠的几个对象可能会提供独特的约束逃逸分数微弱的星系和/或丰富的超微弱辐射源。
2017-07-24 astro-ph.GA
A machine-learning approach to measuring the escape of ionizing radiation from galaxies in the reionization epoch
最近在$z \gtrsim 7$对星系的观测，以及普朗克任务测得的电子散射光学深度的低值，使星系似乎是再电离时期电离光子的主要来源。然而，星系驱动的再电离的情况下铰链的假设，电离光子的平均逃逸分数是显着高于星系在再电离时代比在本地宇宙。詹姆斯·韦伯太空望远镜（JWST）上的NIRSpec仪器将能够对再电离时代星系的大样本进行光谱观测。虽然电离光子的泄漏将无法从这些光谱中直接测量，但预计泄漏将对光谱斜率和星云发射线在静止帧紫外和光学中的强度产生间接影响。在这里，我们应用机器学习技术称为套索回归模拟$z=7$星系的模拟JWST/NIRSpec观测，以获得一个模型，可以预测逃逸分数从JWST/NIRSpec数据。除了模拟光谱中的系统偏差之外，我们的方法能够检索逃逸分数，对于我们的基准模拟，在1500 nm的静止帧波长处具有$S/N\approx 5$的光谱，平均绝对误差为$Δf_{\mathrm{esc}} \approx 0.12$。这种预测精度代表了对以前类似方法的显著改进。
2016-07-01 astro-ph.GA
Systematic Bias in Ionizing Radiation Escape Fraction Measurements from Foreground Large-Scale Structures
本研究利用268个背景星系和COSMOS场密度图，发现Lya光学深度与星系密度正相关，表明过密区域的中性气体会导致电离辐射逃逸分数测量产生系统性偏差，并强调测光方法及Euclid等巡天在修正此效应中的优势。
2025-04-23 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
New Constraints on the Escape of Ionizing Photons From Starburst Galaxies Using Ionization-Parameter Mapping
星暴星系中电离辐射的命运是理解宇宙再电离的关键。然而，电离辐射逃逸分数所依赖的银河系参数还没有得到很好的理解。电离参数映射为研究星暴星系的辐射转移提供了一种简单而有效的方法。我们获得了六个附近矮恒星爆发的[SIII]/[SII]发射线比率图：NGC 178，NGC 1482，NGC 1705，NGC 3125，NGC 7126和He 2-10。窄带图像是由Las Campanas天文台的Maryland-Magellan可调谐滤波器获得的。利用这些数据，我们先前报道在NGC 5253中发现了光学薄电离锥，在这里我们也在NGC 3125中发现了类似的电离锥。后一个圆锥体的开口角为40+/-5度（0.4 ster），表明电离辐射可能通过的通道对应于一个小的立体角。此外，有三个样本星系具有风和/或超级气泡活动，这应该有助于逃逸辐射，但它们在光学上很厚。这些结果支持的情况下，方向偏差限制了我们的能力，直接检测逃逸莱曼连续在许多星爆星系。对光学薄星系和光学厚星系的恒星形成特性和历史的比较与模型一致，即高逃逸分数仅限于年龄足够大（> 300万年）的星系，以便机械反馈在ISM中清除光学薄通道，但足够年轻（<500万年），电离星仍然存在。
2013-11-12 astro-ph.GA
Excitation properties of galaxies with the highest [OIII]/[OII] ratios: No evidence for massive escape of ionizing photons
恒星形成星系可能泄漏电离光子的可能性是当今许多研究宇宙再电离的核心。我们测试这一假设的本地蓝色致密矮星系的非常高的激发。我们通过检查斯隆数字巡天的数据发布7和10的光谱来收集这样的星系样本。我们认为，可靠的结论不能单独基于强线，并采取一种策略，包括重要的弱线，如[OI]和高激发HeII和[ArIV]线。我们的分析是基于纯粹的观测图和光电离模型与精心挑选的发射线比图的比较。我们表明，光谱能量分布从目前的恒星星族合成模型不能解释所有的观测约束，这使我们模仿几种情况下，可以解释的数据。这些包括硬X射线或电击的额外存在。我们发现，只有电离约束模型（或电离光子逃逸分数低于10%的模型）能够同时解释所有的观测约束。
2015-03-01 astro-ph.GA
Escape fraction of ionizing photons during reionization: effects due to supernova feedback and runaway OB stars
从星系逃逸到星系际介质中的氢电离光子的比例是再电离理论中的一个关键组成部分。我们使用两个放大的，高分辨率（4 pc），宇宙学辐射流体动力学模拟与自适应网格细化研究两种物理机制（超新星反馈和失控OB星）的逃逸分数（f_esc）在再电离时期（z>7）的影响。我们实现了一个新的，物理动机的超新星反馈模型，可以近似Sedov解决方案在所有阶段（从自由膨胀到扫雪机）。我们发现，有一个显着的时间延迟约1000万年之间的恒星形成的峰值和逃逸分数，由于时间的积累和随后的恒星形成云的超新星反馈破坏。因此，在质量为10^8-10^10.5兆太阳的晕中，矮星系的光子数加权平均逃逸分数约为<fesc>11%，尽管当恒星形成受到超新星爆炸强烈调制时，f_esc>20%的瞬时值是常见的。我们发现，包含失控OB星增加了22%至14%的平均逃逸分数<fesc>。由于逃逸OB星产生的超新星往往发生在密度较低的环境中，与没有逃逸OB星的模型相比，在Mvir>10^9 Msun的晕中，反馈效应得到增强，恒星形成被进一步抑制。虽然我们的两个模型都产生了足够的电离光子，以维持一个完全电离的宇宙在z>7的观察，更高数量的电离光子在z>9似乎有必要容纳高观测电子光学深度推断从宇宙微波背景观测。
2014-05-03 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
Central Concentration and Escape of Ionizing Photons in Galaxies at the Epoch of Reionization
本文对JADES天区189个红移约7的星系进行空间分辨分析，发现其中心区域具有致密爆发式恒星形成、高电离光子产生效率和逃逸分数，表明中心区域在驱动宇宙再电离中起关键作用。
2025-07-22 astro-ph.GA
Absorption Line Spectroscopy of Gravitationally-Lensed Galaxies: Further Constraints on the Escape Fraction of Ionizing Photons at High Redshift
从高红移恒星形成星系逃逸的电离光子的比例仍然是评估星系是否是宇宙再电离的主要因素的关键障碍。我们之前提出使用通过深吸收线光谱测量的低电离气体的覆盖分数作为替代。我们现在提出一个重要的更新，在$4<z<5$采样七个引力透镜源。我们表明，在我们的源中的吸收气体是空间不均匀的，中值覆盖分数为66%。根据云尘模型校正红化，这意味着估计的绝对逃逸分数为$\simeq19\pm6$ \%。考虑到可能的偏差和不确定性，我们发现排除空间变化的影响，平均逃逸分数可以降低到不低于11%。对于我们的一个透镜源，我们有足够的信号/噪声来证明存在这样的空间变化和散射，其依赖于Ly $α$等效宽度，与最近的模拟一致。如果这个源是典型的，我们的逃逸分数的下限可以进一步降低$\simeq$ 2。在我们的样本中，我们发现推断的逃逸分数和本地恒星形成率之间存在适度的反相关性，这与爆发和泄漏的莱曼连续体光子之间的时间延迟一致。我们的分析表明，逃逸分数的相当大的变化与恒星形成区域的小尺度行为相一致，其活动在短时间尺度上波动。这支持了这样的建议，即逃逸分数可能会增加对再电离时代时，恒星形成变得更加充满活力和爆发。
2016-09-01 astro-ph.GA
CLASSY XIII. Cutting through the Clouds - Comparing Indirect Tracers of Ionizing Photon Escape
University of Texas at Austin（德克萨斯大学奥斯汀分校）；Cosmic Frontier Center, The University of Texas at Austin（宇宙前沿中心，德克萨斯大学奥斯汀分校）；University of Edinburgh（爱丁堡大学）；University of Minnesota（明尼苏达大学）；Minnesota Institute for Astrophysics, University of Minnesota（明尼苏达大学天体物理研究所）；Williams College（威廉姆斯学院）；Stockholm University（斯德哥尔摩大学）；Oskar Klein Centre for Cosmoparticle Physics, AlbaNova University Centre（阿尔巴诺瓦大学中心奥萨尔·克莱因粒子宇宙学中心）；Space Telescope Science Institute（太空望远镜科学研究所）；Swinburne University of Technology（斯威本科技大学）；AURA for ESA, Space Telescope Science Institute（欧洲空间局AURA太空望远镜科学研究所）；Northwestern University（西北大学）；Johns Hopkins University（约翰斯·霍普金斯大学）；University of Groningen（格罗宁根大学）；University of California Santa Barbara（加州大学圣塔芭芭拉分校）；University of Wisconsin Milwaukee（威斯康星大学密尔沃基分校）；San Diego State University（圣地亚哥州立大学）
研究通过比较间接示踪剂，揭示了邻近恒星形成星系中两种不同的LyC逃逸机制：早期逃逸由年轻恒星驱动，延迟逃逸与超新星喷流和星际介质清除相关。
2025-11-19 astro-ph.GA
Breaking Through the Cosmic Fog: JWST/NIRSpec Constraints on Ionizing Photon Escape in Reionization-Era Galaxies
University of Geneva（日内瓦大学）；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（DAWN））；Max Planck Institut für Astrophysik（马克斯·普朗克天体物理研究所）；Max-Planck-Institut für Astronomie（马克斯·普朗克天文学研究所）；The University of Texas at Austin（德克萨斯大学奥斯汀分校）
通过JWST/NIRSpec深空谱分析，研究再电离时期星系离子化光子逃逸分数，发现约10%的平均逃逸率，为理解宇宙再电离提供关键约束。
2025-07-01 astro-ph.GA
Constraints on the production and escape of ionizing radiation from the emission-line spectra of metal-poor star-forming galaxies
我们探讨的生产和逃逸的电离光子在年轻的星系通过调查的紫外线和光学发射线特性的模型的电离有界和密度有界的HII区域，活动星系核（AGN）的窄线区域和辐射冲击计算所有使用相同的物理一致的描述元素丰度和耗尽的尘埃颗粒下降到非常低的金属。我们将这些模型与贫金属恒星形成星系和莱曼连续体（LyC）泄漏的参考样本进行比较，这些参考样本在不同的红移，这使得同时探索更多的光谱诊断比通常可在一次为个别子样本。我们确认，目前的单星和双星人口合成模型不产生足够硬的辐射占最贫金属星系的高电离辐射。无论是活动星系核还是辐射激波分量的引入都能使模型与观测结果相一致。一个已发表的模型，包括X射线双星是一个有吸引力的替代再现所观察到的上升HeII 4686/Hbeta比减少氧丰度的金属贫恒星形成星系，但不是高观察到的HeII 4686/Hbeta比的星系大EW（Hbeta）。在这些极端的天体中，似乎需要更硬的电离辐射源，例如活动星系核或辐射激波成分，这可能与初始质量函数偏向于低金属丰度的大质量恒星有关。这也可以解释相对于电离结合模型，确认的LyC泄漏物的[OI]/[OIII]比率惊人地高。我们发现没有简单的肉眼诊断的电离源的性质和逃逸的LyC光子，这需要适当的同时适合几条线进行歧视。
2019-09-16 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$…
2020-01-16 astro-ph.GA
Escape of ionizing radiation from high redshift dwarf galaxies: role of AGN feedback
虽然低质量的恒星形成星系通常被认为是再电离的主要驱动力，但它们对宇宙紫外线背景的实际贡献仍然不确定，主要是因为电离光子的逃逸分数仅受到很差的限制。理论研究表明，有效的超新星反馈是创造电离辐射可以逃逸到星系际介质的路径的必要条件。我们调查的可能性，吸积超大质量黑洞在早期矮星系可能会提供额外的反馈和增强电离辐射泄漏。我们使用一系列高分辨率的宇宙辐射流体动力学模拟，我们隔离不同的反馈源。我们发现超新星反馈阻止了黑洞的增长，从而淬灭了与之相关的反馈。即使在黑洞可以生长的情况下，星际介质的结构也受到超新星反馈的强烈控制。我们的结论是，在矮星系制度，超大质量黑洞似乎并没有发挥重要作用，提高逃逸分数，并在早期的紫外线背景。
2017-12-15 astro-ph.CO astro-ph.GA
The connection between galactic outflows and the escape of ionizing photons
我们分析了一个引力透镜星系的光谱，被称为朝阳弧，这是泄漏电离光子，也被称为莱曼连续体（LyC）。由于引力透镜的放大作用，星系在空间上被分解为两个区域，一个区域泄漏电离光子，另一个区域不泄漏。来自麦哲伦的静止帧紫外和光学光谱沿着透镜弧瞄准十个不同的区域，包括六个LyC泄漏区域的多重图像，以及四个不显示LyC发射的区域。电离光子发射区的静止坐标系光谱揭示了蓝移（$ΔV$ =27 km s $^{-1}$）宽发射分量（FWHM=327 km s $^{-1}$），包括总[OIII]线通量的55%，除了一个窄分量（FWHM = 112 km s $^{-1}$），表明存在强的高度电离的气体流出。这是一致的高速电离流出推断从静止帧紫外光谱。相比之下，宽发射分量在非泄漏区域中不太突出，包括总[OIII]线通量的$\sim$ 26%。高电离吸收线在泄漏器和非泄漏器中都是突出的，但低电离吸收线在泄漏器中非常弱，这表明视线气体在泄漏器中是高度电离的。对恒星风特征的分析表明，LyC泄漏区域的恒星星族（$\sim$ 3百万年）比非泄漏区域（$\sim$ 12百万年）年轻得多，这突出表明年轻恒星的恒星反馈可能在电离光子逃逸中发挥重要作用。
2022-10-20 astro-ph.GA
Effect of ionizing photon escape fraction in faint galaxies on modeling reionization history of the universe
The University of Chicago（芝加哥大学）；University of California, San Diego（加州大学圣迭戈分校）
本文利用星系形成模型研究暗弱星系电离光子逃逸分数对宇宙氢再电离历史的影响，发现暗弱星系贡献和 f_esc 的假设是再电离建模的主要不确定性来源。
2025-11-10 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
Determining the escape fraction of ionizing photons during reionization with the GRB derived star-formation rate
在分析星系再电离时代和早期星系形成的过程中，逃逸出宿主星系并因此能够吸收星系间介质（IGM）中氢的电离光子的比例是一个关键参数。再电离历史的研究通常会受到高红移星系将质量转化为恒星的效率和电离光子逃逸分数之间的未知值的简并。最近的伽马射线暴（GRB）测量的恒星形成率密度在再电离提供了第一个机会，打破这种简并。我们面对一个半解析模型与GRB衍生的恒星形成率，以及观测的Ly-alpha森林和CMB的再电离。假设在恒星形成星系中产生的紫外光子主导再电离过程，我们证明了对于我们的基准模型，来自高红移星系的电离光子的逃逸分数为~5% [log（f_esc）=-1.35+/-0.15（68%）]。该值相对于建模中的不确定性是相当稳定的，包括辐射反馈的实施、演化逃逸分数的可能性以及IMF的未知形状，这些因素对逃逸分数值的额外系统不确定性的贡献总计约为0.2 dex。
2009-08-03 astro-ph.CO 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
A low escape fraction of ionizing photons of L>L* Lyman break galaxies at z=3.3
我们提出了一个上限的电离辐射的相对逃逸分数（f_{esc} ^{rel}）在z~3.3使用的样品11莱曼Break Galerkin（LBG）与深成像在U波段获得的大双目相机，安装在主焦点的大双目望远镜。我们从3个独立的场中选出了11个红移在3.27<z<3.35范围内的LBG。我们将我们的源在R和U波段的图像叠加起来，这分别对应于1500 nm和900 nm的有效静止帧波长，在1 sigma处获得>=30.7（AB）mag的U波段图像的极限。我们推导出f_{esc} ^{rel}~ 5%的1 σ上限，这是迄今为止在z~3.3处在文献中发现的最低值之一。假设我们从样本中得到的逃逸分数的上限对所有星系都成立，那么我们得到的氢电离率（Gamma_{-12} <0.3 s^{-1}）不足以保持IGM的电离，需要微弱的活动星系核对紫外背景有很大的贡献。由于我们的样品显然在尺寸上仍然有限，因此需要在相似或甚至更大的深度处的更大的z~3 LBG样品以在更坚实的统计基础上确认这些结果。
2011-04-27 astro-ph.GA
Constraining the escape fraction of ionizing photons from HII regions within NGC 300: A concept paper
使用宽带测光从哈勃太空望远镜结合甚大望远镜窄带Halpha观测附近的螺旋星系NGC 300，我们探索一种方法来估计逃逸分数的氢电离光子从HII区域在这个星系。我们在这个概念研究的目标是评估光谱类型的最大质量的恒星使用宽带数据和估计其电离光子输出的帮助下，恒星大气模型。与给出HII区域中电离气体量的Halpha通量的比较提供了从该区域的电离光子逃逸分数的测量。我们进行了一些测试与一些合成的年轻的集群与不同的参数，以评估该方法的可靠性。然而，我们发现，导出的恒星光谱类型，从而预期的电离光子光度的区域是高度不确定的。结果还表明，一方面，对于年轻恒星数少的区域，我们倾向于高估该区域的积分光子输出;另一方面，对于恒星数多且年龄大的星系团，我们大多低估了该区域的总电离光度。我们的结论是，所提出的方法，使用恒星宽带测光推断电离光子从HII地区泄漏是高度不确定的，所产生的恒星光谱类型的错误占主导地位。因此，这种方法是不合适的。恒星光谱需要可靠地确定恒星类型和逃逸分数。为此目的，已经对麦哲伦云进行了研究。
2016-06-03 astro-ph.GA astro-ph.SR
UV absorption lines and their potential for tracing the Lyman continuum escape fraction
红移6以上的中性星系际介质对电离辐射是不透明的，因此需要间接测量这个时期星系的电离光子逃逸分数。低电离态吸收线是星系光谱中的一个共同特征，表现出强度和形状的多样性。由于这些线表明在恒星前面存在中性气体，因此它们被认为携带了星系电离辐射逃逸的信息。我们研究哪些过程是负责吸收线的形状，以更好地了解它们的起源。然后，我们探讨吸收线是否可以用来预测逃逸分数。使用辐射流体动力学放大模拟和辐射转移代码RASCAS，我们产生模拟CII 1334和LyB线的虚拟星系在红移3从许多方向的观察。我们还计算了在这些方向上电离光子的逃逸分数，并寻找线和逃逸分数之间的相关性。我们发现，由此产生的模拟吸收线与观测结果相当，并且这些线和逃逸分数根据观测方向的不同而变化很大。气速和粉尘对吸收曲线的影响很大。我们没有发现可观察到的LyB或CII 1334和逃逸分数之间有很强的相关性。在修正了由尘埃引起的衰减的连续谱以恢复固有连续谱之后，CII 1334的剩余通量与逃逸分数的相关性很好，其中尘埃修正的剩余通量大于30%。对于其他方向，关系有很强的色散，和剩余通量高估逃逸分数在大多数情况下。关于LyB，尘埃校正后的剩余通量与逃逸分数无关，但可以用作下限。（节略）
2020-12-15 astro-ph.GA
The Great Escape of ionizing photons during Cosmic Morning
Inter-University Centre for Astronomy and Astrophysics（国际天文学与天体物理中心）；Univ Lyon, Univ Lyon1, Ens de Lyon, CNRS, Centre de Recherche Astrophysique de Lyon UMR5574（里昂大学、里昂第一大学、巴黎高等师范学院里昂分校、法国国家科学研究中心、里昂天体物理研究中心）；Observatoire de Genève（日内瓦天文台）；Department of Physics & Waseda Research Institute for Science and Engineering, Faculty of Science and Engineering, Waseda University（早稻田大学理工学部物理系及理工学研究科）；Centre for Astrophysics Research, Department of Physics, Astronomy and Mathematics, University of Hertfordshire（赫特福德大学物理、天文与数学系天体物理研究中心）；Space Telescope Science Institute（太空望远镜科学研究所）；Department of Physics and Astronomy, Johns Hopkins University（约翰斯·霍普金斯大学物理与天文系）；School of Earth and Space Exploration, Arizona State University（亚利桑那州立大学地球与空间探索学院）；Minnesota State University-Mankato（明尼苏达州立大学曼卡托分校）
研究通过深紫外成像发现早期宇宙中离子化光子的直接证据，揭示了星际和星系际介质对离子辐射的高透明度，并提供了关于再电离起源的新约束。
2026-04-14 astro-ph.GA
Ionizing Radiation Escape from Low-Redshift Galaxies and Its Connection to Cosmic Reionization
本文综述低红移星系莱曼连续谱（LyC）辐射逃逸的探测进展、物理机制及与宇宙再电离的联系，指出LyC发射星系多样性及反馈机制的作用。
2025-08-25 astro-ph.GA
Searching for Extremely Blue UV Continuum Slopes at $z=7-11$ in JWST/NIRCam Imaging: Implications for Stellar Metallicity and Ionizing Photon Escape in Early Galaxies
星系的紫外线（UV）连续斜率（$β~$，其中$~f_λ\proptoλ^β$）对各种性质都很敏感，从恒星群体的金属丰度和年龄到整个星系的尘埃衰减。相当多的注意力集中在识别具有非常蓝色紫外线斜率的再电离时代星系（$β<-3$）。这样的系统不仅提供了一个低金属量恒星的路标，而且它们还确定了可能从HII区域泄漏电离光子的星系，因为这样的蓝色紫外线斜率需要星云连续体的变红效应被减弱。在本文中，我们提出了一个搜索的再电离时代的星系与非常蓝色的紫外线的颜色在最近的JWST/NIRCam成像的EGS领域。我们表征紫外线斜率的大样本的$~z\simeq7-11~$星系，发现中位数的$~β=-2.0$。两个低光度（M $_{\rm{UV}}\simeq-19.5$）和低恒星质量（6-10 $\times10^7$ M $_\odot$）系统显示出极蓝的紫外斜率（$β=-2.9~$到$~-3.1$）和表明微弱星云线发射的静止光学光度学。每个系统都非常紧凑（r $_e\lesssim$ 260 pc），具有非常高的恒星形成率表面密度。我们用一套具有不同电离光子逃逸水平的BEAGLE模型对SED进行建模。使用我们的基准（f $_{\rm{esc,HII}}$ =0）或α增强（Z $_\star<Z_{\rm{ISM}}$）模型无法重现SED。组合的蓝紫外线斜率和微弱的星云发射是最适合的模型与显着的电离光子…
2022-11-28 astro-ph.GA
The First Billion Years Project: The escape fraction of ionizing photons in the epoch of reionization
在低质量暗物质晕中形成的原星系被认为提供了重建宇宙所需的大部分电离光子，因为它们的电离光子逃逸率很高。我们研究如何在高红移星系逃逸分数涉及到的星系形成的晕的物理性质，通过计算逃逸分数超过75000晕之间的红移27和6，提取的第一个十亿年项目，高分辨率宇宙流体动力学模拟星系形成。我们发现，逃逸分数的主要约束是在半径为10 pc的恒星星族周围的气体柱密度，造成了强烈的质量依赖的逃逸分数。在维里质量低于1e8太阳质量的晕中，较低的势阱导致低的柱密度，可以被年轻恒星（年龄<500万年）的辐射穿透。在维里质量超过1e8太阳质量的晕中，超新星反馈是重要的，但在这个质量范围内，只有30%的晕的逃逸分数高于1%。我们发现了一个大范围的逃逸分数晕具有相似的属性，所造成的不同分布的致密气体的晕。这使得它很难预测的基础上的晕属性的逃逸分数，并在一个高度各向异性的逃逸分数的结果。强烈的质量依赖性，大的扩散和大的各向异性的逃逸分数可能会强烈影响再电离的拓扑结构，是目前的宇宙再电离模型应该努力考虑。
2015-07-08 astro-ph.CO astro-ph.GA
The AstroSat UV Deep Field South-V: Constraints on the average escape of ionizing photons in the cosmic dusk
本研究利用AstroSat的UVIT数据研究红移1-1.5的49个恒星形成星系的LyC光子逃逸，发现致密、高恒星形成率面密度、蓝紫外斜率的低质量星系逃逸效率更高，支持其为宇宙再电离关键贡献者。
2025-10-29 astro-ph.GA
The THESAN project: ionizing escape fractions of reionization-era galaxies
再电离宇宙的一个基本要求是，星系发射的电离光子中有足够的一部分成功地逃逸到星系际介质中。然而，由于高红移观测数据的缺乏，驱动再电离的来源仍然不确定。在这项工作中，我们计算电离逃逸分数（$f_{\rm esc}$）的再电离时代的星系从国家的最先进的THESAN模拟，它结合了一个准确的辐射流体动力学求解器AREPO-RT与久经考验的IllustrisTNG星系形成模型，以自洽地模拟小尺度的星系物理和大尺度的再电离在整个宇宙的大片（$L_{\rm box} = 95.5\,\rm cMpc$）。这使得许多大质量晕（$M_{\rm halo} \gtrsim 10^{10}\,{\rm M_{\odot}}$）的形成，这在以前的研究中往往是统计上代表性不足，但被认为是重要的，以实现快速再电离。我们发现，低质量星系（$M_{\rm stars} \lesssim 10^7\,{\rm M_{\odot}}$）是$z \gtrsim 7$以上的再电离的主要驱动力，而高质量星系（$M_{\rm stars} \gtrsim 10^8\,{\rm M_{\odot}}$）在较低的红移占主导地位的逃逸电离光子预算。晕逃逸分数的变化降低了更高质量的晕，这可以从更稳定的银河系结构，SFR稳定性，以及每个晕内的视线分数显着贡献逃逸通量来理解。我们表明，尘埃是能够减少逃逸分数的大质量星系，但对全球$f_{\…
2023-01-31 astro-ph.CO astro-ph.GA
The Lyman Continuum Escape Survey -- II: Ionizing Radiation as a Function of the [OIII]/[OII] Line Ratio
我们讨论了一个大的（~50）样品的z=3.1莱曼α发射体（LAEs）的物理性质表明，这样的来源是有前途的星系在再电离时代的类似物的休息帧光发射线光谱。现在已经确定了可靠的莱曼连续体逃逸分数，用于从莱曼连续体逃逸调查（LACES）中获得的大样本LAE，该调查是通过Fletcher等人（2019）报告的SSA 22调查区域中的深层HST成像进行的。使用新的措施[OII]发射固定从凯克MOSFIRE光谱，我们重新检查，对于一个更大的样本，早期的声称，莱曼连续泄漏可能与星云发射线比[OIII]/[OII]预期的密度约束HII地区。我们发现，一个大的[OIII]/[OII]线比确实是莱曼连续泄漏的必要条件，加强早期的索赔使用较小的样品在各种红移。然而，并不是所有的LAE与大[OIII]/[OII]线比的泄漏和泄漏的辐射似乎不与其他光谱诊断的差异。这表明泄漏辐射的检测受到附加属性的调制，可能是多孔HII区域的视角。我们讨论了我们的新结果的背景下，引人注目的双峰的LAE泄漏和非泄漏的LACES计划中发现的宇宙再电离源的影响。
2019-12-31 astro-ph.GA
How Do Ionizing Photons Escape from Star-Forming Galaxies?
本文探讨了电离光子从恒星形成星系逃逸的机制，指出其多尺度特性带来的观测挑战，并提出利用宜居世界天文台的紫外积分场单元光谱仪来研究这一过程。
2025-06-29 astro-ph.GA astro-ph.IM
Fluctuating feedback-regulated escape fraction of ionizing radiation in low-mass, high-redshift galaxies
低质量星系被认为提供了宇宙再生所需的大部分电离辐射。逃离星系的光子数量在理论上没有得到很好的限制，也很难通过观测来测量。然而，它是再电离模型的一个基本参数。我们详细研究了电离辐射如何从高红移星系泄漏。为此，我们使用了一系列高分辨率的辐射流体动力学模拟，在宇宙学背景下放大三个矮星系。我们发现，从超新星爆炸的能量和动量输入有一个调节逃逸分数的关键作用，通过破坏致密的恒星形成团块，并清除在晕视线。在没有超新星的情况下，光子被吸收得非常局部，在大质量恒星的诞生云中。我们遵循逃逸分数的时间演化，并发现它可以变化超过六个数量级。这解释了先前研究发现的逃逸分数值的大分散性。这种快速的变化也影响了再电离源的可观测性：即使像$M_{\rm UV} = -14$这样深的调查也会错过大约一半的莱曼连续辐射源。
2017-05-02 astro-ph.CO astro-ph.GA
Resolving the Origins and Pathways of Ionizing Radiation Escape with UV Integral Field Spectroscopy
Center for Cosmology and Computational Astrophysics, Institute for Advanced Study in Physics, Zhejiang University（浙江大学物理高等研究院宇宙学与计算天体物理中心）；Laboratory for Atmospheric and Space Physics（大气与空间物理实验室）；Institute for Astronomy, University of Edinburgh, Royal Observatory（爱丁堡大学天文研究所皇家天文台）；Johns Hopkins University, Department of Physics & Astronomy, Center for Astrophysical Sciences（约翰斯·霍普金斯大学天体物理学科学中心物理与天文学系）；Astronomy Department, University of Michigan（密歇根大学天文学系）；Center for Interdisciplinary Exploration and Research in Astrophysics (CIERA), Northwestern University（西北大学天体物理交叉探索与研究中心）；Department of Physics and Astronomy, Northwestern University（西北大学物理与天文学系）；Institute of Astronomy, School of Physics, Zhejiang University（浙江大学物理学院天体物理研究所）
本文提出利用紫外积分光谱成像技术研究恒星形成星系中LyC光子逃逸的起源与路径，定义未来观测仪器的需求。
2025-12-31 astro-ph.GA astro-ph.IM
Conditions for Reionizing the Universe with A Low Galaxy Ionizing Photon Escape Fraction
我们探讨了低星系电离光子逃逸分数的星系际介质再电离的情况。我们结合基于模拟的晕质量依赖逃逸分数外推所观察到的星系休息紫外光度函数，以解决从z=20到z=4的再电离历史。我们探索关键未知量的后验分布，包括恒星形成的极限晕质量，电离光子产生效率，以及活动星系核（AGN）的潜在贡献。我们边缘化的允许参数空间使用马尔可夫链蒙特卡罗方法，找到一个解决方案，满足最独立的模型约束再电离。我们的基准模型可以匹配观测约束与平均逃逸分数<5%的整个大部分的时代的再电离，如果：i）星系形成恒星下降到原子冷却极限前再电离和光抑制质量的log再电离期间/之后（M_h/Msol）~9（-13<M_UV，lim<-11）; ii）星系在更高的红移和更暗的量级上成为更有效的电离光子的生产者，以及iii）存在显著的，但次主导的，z < 7时AGN的贡献。在这个模型中，最暗的星系（M_UV>-15）的电离发射率占主导地位，导致较早的再电离开始和较平滑的电离体积填充分数的演变比模型，假设一个单一的逃逸分数在所有的红移和光度。这个模型的电离发射率与z=4-5（以及更低，外推时）的观测结果一致，与一些假设单个逃逸分数的模型相反。根据对z = 7的Lya发射体的观测和对两个z>7的类星体的阻尼翼分析，我们预测了z=7时QHII =78%（± 8%）的电离体积填充率在~1-2 σ张力范围内，这两个类星体更倾向于QHII，z=7…
2019-05-02 astro-ph.CO astro-ph.GA
Dark-ages reionization and galaxy formation simulation -- XXI. Constraining the evolution of the ionizing escape fraction
本研究利用Meraxes半解析模型与贝叶斯方法，联合高红移星系观测及再电离历史约束，得出电离光子逃逸率随晕和恒星质量转变，并确认低质量星系主导再电离。
2023-12-07 astro-ph.CO astro-ph.GA
Ionizing photon production and escape fractions during cosmic reionization in the TNG50 simulation
在这项工作中，我们调查的依赖性的逃逸分数的电离光子，$f_{\rm esc}$，对各种星系和主机晕的属性在再电离的时代。我们使用三维多频辐射传输代码CRASH对来自IllustrisTNG项目的TNG 50磁流体动力学模拟进行后处理。我们的工作涵盖了恒星质量范围$10^6 \lesssim M_\star/{\rm M_\odot} \lesssim 10^8$在红移$6 < z < 10$。采用一个未解决的，云尺度逃逸分数参数的统一，晕逃逸分数$f_{\rm esc}$增加与质量从$\sim 0.3$在$M_\star = 10^6$ M $_\odot$ $\sim 0.6$在$M_\star = 10^{7.5}$ M $_\odot$，之后，我们发现的营业额和逃逸分数下降的提示，甚至更大的星系。然而，我们证明了一个强大的和非线性的依赖$f_{\rm esc}$上所采用的子网格逃逸分数。此外，$f_{\rm esc}$在固定质量下具有显著的散射，这是由电离光子速率的多样性以及（恒星）源位置和下层密度分布之间的复杂关系驱动的。全球发射率是一致的观测合理的云尺度吸收值，和晕与恒星质量$\lesssim 10^{7.5}$ M $_\odot$贡献的电离光子在所有的红移。在$M_\star \lesssim 10^{6.5}$ M $_\odot$下，分解灰尘使$f_{\rm es…
2022-07-22 astro-ph.CO astro-ph.GA
From THESAN-ZOOM to JWST: Predicting ionizing photon escape and the rise of UV-bright reionization sources
University of Cambridge（剑桥大学）；The University of Texas at Dallas（德克萨斯大学达拉斯分校）；York University（约克大学）；The University of Tokyo（东京大学）；Leibniz-Institut für Astrophysik Potsdam（波茨坦阿纳西斯天文台）；Massachusetts Institute of Technology（麻省理工学院）
利用THESAN-ZOOM辐射流体动力学模拟，通过随机森林回归模型预测LyC光子逃逸分数和逃逸率，发现爆发性恒星形成驱动的气体清除是关键，且紫外明亮星系主导了再电离。
2026-06-15 astro-ph.GA
No missing photons for reionization: moderate ionizing photon escape fractions from the FIRE-2 simulations
本文给出了真实环境中的反馈项目中34个高分辨率宇宙学放大模拟星系在z>5时的氢电离光子逃逸分数（f_esc），并用电离辐射的蒙特卡罗辐射转移代码进行了后处理。我们的样品由8500个晕组成，在M_vir~10^8--10 ^$> 12} M_sun（M_star~10^4--10 ^$> 10} M_sun），z=5--12。我们发现，<f_esc>当M_vir~ 10^{9.5}-10 ^{11} M_sun时，样品平均值随晕质量的增加而增加，当M_vir>10^{11} M_sun时，样品平均值随晕质量的增加而减小。当量，<f_esc>随着恒星质量的增加而增加，直到M_star~10^8 M_sun，并在更高的质量下减少。即使应用单星恒星星族合成模型，我们也发现<f_esc>在M_star~10^8 M_sun的星系中有一个中等的~0.2。几乎一半的逃逸电离光子来自1- 300万年前的恒星，其余的来自3- 1000万年前的恒星。双星只有适度的影响，增加<f_esc>约25- 35%，逃逸光子的数量增加60- 80%。大多数泄漏的电离光子来自恒星形成活跃的区域，这些区域通常包含一个由致密壳层包围的反馈驱动的kpc尺度的超级气泡。壳层在加速的同时正在形成恒星，所以壳层中较早形成的新恒星已经在壳层内部。气泡中和壳层边缘附近的年轻恒星可以完全覆盖一些通过反馈预先清除的低柱密度路径，…
2020-08-19 astro-ph.CO astro-ph.GA
Upper limits on the escape fraction of ionizing radiation from galaxies at $2\lesssim z < 6$
在这项工作中，我们调查的电离光子（$f_{\rm esc/global}^{\rm abs}$）的全球逃逸分数的上限从一个样本的星系探测莱曼连续体（LyC）的发射特征为非LyC和LyC泄漏。我们提出了一个样本的9个干净的非污染（低红移的闯入者，CCD的问题和仪器的内反射）的星系没有显示出显着的（$>$ $3σ$）LyC流量之间的880 $<λ_{rest}<$ 910。9星系叠加光谱显示没有明显的LyC通量，上限为$f_{\rm esc}^{\rm abs} \leq 0.06$。在下一步的分析中，我们加入了所有的估计$f_{\rm esc}^{\rm abs}$上限来自不同的样本的$2\lesssim z < 6$星系的文献报道在过去的$\sim$ 20年，包括在这项工作中提出的样本。我们发现的$f_{\rm esc}^{\rm abs}$上限$\leq$ 0.084的星系被认为是非LyC泄漏。在包括所有已知的检测文献$f_{\rm esc/global}^{\rm abs}$上限$\leq$ 0.088为所有星系检查的LyC通量。此外，不同星系群的$f_{\rm esc}^{\rm abs}$上限表明，最强的LyC发射体可能是分类为莱曼α发射体的星系。我们还讨论了观测到的通量密度比$(F_ν^{LyC}/F_ν^{UV})_{\rm obs}$和莱曼α等效宽度EW（Ly $α)…
2021-09-23 astro-ph.GA
The Lyman Continuum Escape Survey: Ionizing Radiation from [O III]-Strong Sources at a Redshift of 3.1
我们目前的结果，从连续逃逸巡天（LACES），哈勃太空望远镜（HST）的计划，旨在表征电离辐射出现从一个样本的莱曼α发射星系在红移$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
Searching for the connection between ionizing-photon escape and the surface density of star formation at z~3
电离光子逃逸分数（$f_{\rm esc}$）和恒星形成率表面密度（$Σ_{\rm SFR}$）之间的联系是再电离模型的关键输入，但在高红移下仍未得到检验。我们分析了来自Keck Lyman连续统巡天（KLCS）的35个z~3星系，这些星系被Lyman连续统（LyC）的深静止远紫外光谱和高分辨率HST V $_{606}$成像所覆盖，从而能够估计$f_{\rm esc}$和静止紫外尺寸。利用Sérsic轮廓拟合HST图像和光谱能量分布拟合多波段测光，我们测量了样本中星系的有效尺寸和恒星形成率，并将样本分成两个$Σ_{\rm SFR}$仓。基于复合光谱，我们估计< $f_{\rm esc}$ >了两个$Σ_{\rm SFR}$子样品，发现两者之间无显著差异< $f_{\rm esc}$ >。为了测试KLCS HST样本的代表性和该结果的稳健性，我们尝试恢复$f_{\rm esc}$和Ly $α$等效宽度之间的良好建立的相关性。这种相关性在KLCS HST样本中并不显着，这表明该样本不足以将$f_{\rm esc}$与星系属性（例如$Σ_{\rm SFR}$）关联起来。我们使用KLCS亲本样本进行堆叠模拟，以确定$f_{\rm esc}$ - $Σ_{\rm SFR}$连接的稳健探针的最佳样本量，以告知未来的HST LyC观测计划。对于一个选择与电离特性无关的程序，需要>= 90…
2022-06-23 astro-ph.GA
The Lyman continuum escape fraction and the Mean Free Path of hydrogen ionizing photons for bright z~4 QSOs from SDSS DR14
观测宇宙学的主要挑战之一是与宇宙中平均氢电离的红移演化有关。为了探测IGM的电离水平和z=4的亮类星体的电离能力，我们从SDSS巡天（DR 14）中选取了3.6<z<4.6和-29.0 <$M1450 <-26.0的2508个类星体样本。从整个类星体的紫外/光学静止坐标系光谱出发，我们分别估计了它们的逃逸分数和自由程。我们计算莱曼连续统（LyC）逃逸分数作为莱曼极限的蓝向（~900 A静止坐标系）和红向（~930 A静止坐标系）的通量比。然后，我们得到的概率分布函数（PDF）的样本中的类星体的个人自由路径，并研究其在光度和红移的演变，比较我们的结果与文献中发现的。我们找到了一个下限的平均LyC逃逸分数为0.49，在同一红移的明亮和暗淡的源获得的值一致。我们表明，电离光子的自由程的特点是由一个倾斜的分布函数峰值在低值，平均约49-59适当的Mpc在z~4，排除可能的相关吸收。这个值比许多作者在文献中使用不同技术在相同红移下获得的值要大。最后，我们还发现这个参数的红移演化结果可能比以前认为的要温和。我们在z~4处的平均自由程的新测定意味着文献中可用的HI光电离速率Gamma_HI的先前估计值应被校正1.2-1.7倍。这些结果具有重要的意义，如果外推的时代的再电离。
2019-10-07 astro-ph.GA
The escape of ionizing photons from supernova-dominated primordial galaxies
为了评估红移3<z<7的Lyman break星系（LBG）和Lyman α发射体（LAEs）对星系际介质电离的贡献，通过求解三维辐射转移，研究了超新星主导的原始星系电离光子的逃逸率.模型星系来自Mori & Umemura（2006）对原始星系的超高分辨率化学动力学模拟，很好地再现了LAEs和LBG的观测特性。模型星系的总质量为10^{11}M_sun。我们不仅解决了光电离，而且碰撞电离的冲击。此外，根据化学富集作用，我们考虑了尘埃消光效应，并考虑了尘埃的粒径分布。其结果是，我们发现，尘埃消光减少逃逸分数的一个因素1.5-8.5在LAE阶段和一个因素2.5-11在LBG阶段，而碰撞电离的冲击增加逃逸分数的一个因素~ 2。结果逃逸分数在LAE期为0.07-0.47，在LBG期为0.06-0.17。这些结果与最近从LAE和LBG在1500埃到900埃的通量比得出的估计是一致的。结合LAEs和LBG的光度函数，我们发现高z LAEs和LBG可以在z=3-5处取代IGM。然而，来自LAE以及LBG的电离辐射在z>6时不足以覆盖IGM。这意味着在z>6时可能需要额外的电离源。
2009-06-09 astro-ph.CO astro-ph.GA
Ionizing radiation from AGNs at z>3.3 with the Subaru Hyper Suprime-Cam Survey and the CFHT Large Area U-band Deep Survey (CLAUDS)
我们使用深和广泛的成像数据从CFHT大面积U波段深调查（CLAUDS）和超Suprime-Cam斯巴鲁战略计划（HSC-SSP）约束电离辐射（莱曼连续体; LyC）逃逸分数活动星系核在$z \sim 3 - 4$。对于94个光谱红移在$3.3 < z < 4.0$的活动星系核，我们利用它们的U带/i带通量比来估计单个活动星系核的LyC透射。它们的LyC透射率的分布值低于相同红移范围的IGM的LyC透射率值的范围，这表明活动星系核在$z>3.3$的LyC逃逸分数在大多数情况下远低于1。我们没有发现LyC透射率值取决于其UV光度的任何趋势。基于对叠层像的光度测量，我们得到了活动星系核在$3.3<z<3.6$时从天体$(f_{LyC}/f_{UV})^{out} = 0.182 \pm 0.043$逃逸出的LyC和非电离紫外光子的平均通量比，如果我们假设活动星系核具有一个基准的内禀SED，它对应于LyC逃逸分数$f_{esc} = 0.303 \pm 0.072$。基于估计的LyC逃逸分数和活动星系核的紫外光度函数，我们认为，紫外选择活动星系核的贡献的LyC发射率的时代是次要的，虽然其贡献的大小在很大程度上取决于紫外光度函数的形状。
2021-09-21 astro-ph.GA
Flux sensitivity requirements for the detection of Lyman continuum radiation drop-ins from star-forming galaxies below redshifts of 3
利用GALEX和VIMOS-VLT深度巡天的特征紫外光度（$L^{*}_{1500(1+z)}$）估算了恒星形成星系逃逸电离辐射的通量，并给出了其与红移和逃逸分数的函数关系。这些估计为仪器和观测策略的设计提供了指导，无论是光谱还是光度，都试图检测LyC逃逸恒星形成星系的红移$ z < 3$。给出的例子涉及的绝对逃逸分数（$f^{e}_{LyC}$）的电离光子，集成在整个极端紫外（EUV）带通，相对逃逸分数（$f^{e}_{900}$）观察到的电离边缘在911.8欧姆作为HI，HeI和HeII柱密度的函数。我们发现，对于$\log{N_{HI}(cm^{-2})} \gtrsim 17.0$，$f^{e}_{LyC}$显著大于$f^{e}_{900}$。在静止坐标系EUV中探测LyC“落入物”将为确定电离光子$f^{e}_{LyC}$的积分分数提供增强的保真度，这些电离光子$f^{e}_{LyC}$逃离恒星形成星系并有助于元星系电离背景。
2017-09-04 astro-ph.GA
The origin of the escape of Lyman alpha and ionizing photons in Lyman Continuum Emitters
确定驱动莱曼连续统（LyC）光子逃逸的机制对于找到莱曼连续统激发（LCE）候选者至关重要。为了了解LyC光子泄漏所涉及的物理性质，我们研究了HI覆盖分数，HI速度宽度，Lyman alpha（LyA）属性和LyC光子逃逸之间的联系，在22个恒星形成星系的样本中，包括13个LCE。我们拟合了920和1300 A之间的恒星连续谱、尘埃衰减和吸收线，以提取HI覆盖分数和尘埃衰减。此外，我们还测量了光学厚的莱曼系的HI速度宽度，并推导出LyA等效宽度（EW），逃逸分数（fesc），峰值速度和通量在最小的LyA配置文件。总体而言，我们强调了低HI覆盖分数的存在与（1）低LyA峰值速度之间的强相关性;（2）剖面最小值处的更多通量;以及（3）较大的EW（LyA），fesc（LyA）和fesc（LyC）。因此，低柱密度通道是LyC和LyA光子泄漏的关键ISM成分。此外，具有较窄的HI吸收速度宽度的星系具有较高的LyA等效宽度，较大的LyA逃逸分数和较低的LyA峰值速度分离。这表明这些星系具有低HI柱密度。最后，我们发现，灰尘调节LyA和LyC辐射的量，实际上逃脱ISM。总的来说，ISM孔隙度是强LyA发射的一个来源，并使电离光子在低z泄漏逃逸。然而，这并不足以解释观测到的最大fesc（LyC），这表明最极端的LCE可能沿着观测者的所有视线都是密度有限的。总的来说，中性气体孔隙率限制了LyC和LyA…
2020-05-14 astro-ph.CO astro-ph.GA
Escape fraction of ionizing photons from high-redshift galaxies in cosmological SPH simulations
结合三维辐射转移（RT）计算和宇宙学SPH模拟，研究了z=3-6的高红移星系电离光子逃逸率（f_esc）.我们的模拟覆盖了晕的质量范围M_h = 10^9 - 10^12 M_sun。我们用真实辐射转移（ART）程序对几百个模拟星系进行了后处理，研究了fesc对晕质量的依赖性。在本文中，我们仅限于从每个暗物质晕中的本地恒星星族的恒星辐射传输。我们发现，随着晕质量的增加，平均fesc急剧下降，与一个大的分散较低的质量晕。Mh ~ 10^9 Msun的低质量晕具有较大的fesc值（平均值约为0.4），而Mh ~ 10^11 Msun的大质量晕具有较小的fesc值（平均值约为0.07）。这是因为在我们的模拟中，大质量晕在气体分布中显示出更多的团块结构，恒星形成区域嵌入这些团块中，使得电离光子更难逃逸。另一方面，在低质量晕中，由于年轻星团的位置偏离了暗物质晕的中心，经常会出现高度电离气体的锥形区域，这使得电离光子比在高质量晕中更容易逃逸。通过计算逃逸电离光子的数量，我们证明了恒星形成星系可以在z=3-6时包围星系际介质。电离光子的主要贡献者是Mh < 10^10 Msun的晕，这是由于它们的高fesc。f_esc的大的分散表明，在再电离的早期阶段，即使具有相同的质量，在晕周围也可能存在不同尺寸的H{ \sc ii}气泡。我们还研究了紫外背景辐射场对fesc的影响，使用简单的，四种不同的紫外…
2010-11-11 astro-ph.CO astro-ph.GA
A Galaxy with an Extremely Blue UV Slope $β=-3$ at $z=9.25$ Identified by JWST Spectroscopy: Evidence for a Weak Nebular Continuum and Efficient Ionizing Photon Escape?
该研究利用JWST光谱在z=9.25处发现极蓝UV斜率（β=-2.99±0.15）的星系EBG-1，排除尘埃消光与AGN贡献，结合模型及发射线分析，暗示其弱星云连续谱与高电离光子逃逸率，为再电离时期星系研究提供关键实例。
2025-04-17 astro-ph.GA
The source of leaking ionizing photons from Haro11 -- Clues from HST/COS spectroscopy of knots A, B and C
了解电离（莱曼连续）光子从星系逃逸对于确定星系如何在早期宇宙中促成再电离至关重要。虽然直接从高红移星系中探测莱曼连续谱是不可能的，由于星系际介质，低红移星系原则上提供了这种可能性，但需要从太空中进行观测。第一个发现莱曼连续体逃逸的星系是Haro 11，一个明亮的蓝色致密星系，z=0.02，FUSE卫星的观测显示逃逸率为3.3%。然而，FUSE光圈覆盖了整个星系，并不清楚莱曼连续体从哪里泄漏出来。在这里，我们利用HST/COS光谱在波长范围1100-1700 A的三个节点（A，B，和C）的Haro 11的研究存在的Ly- $α$发射和干预气体的性质。我们发现所有的结都有明亮的Ly- $α$发射。紫外线吸收线，起源于中性星际介质，以及线探测电离介质，被认为是延伸到蓝移速度为500公里/秒的所有三个节，表明存在流出的多相介质。我们发现，节点A和B具有大的中性气体覆盖率，使得LyC沿着这些视线逃逸是不可能的，而节点C具有低得多的覆盖率（$\lesssim50$ %）。结C也具有最高的Ly- $α$逃逸分数，我们得出结论，它是在Haro 11中检测到的逃逸莱曼连续体的最可能来源。
2021-03-29 astro-ph.GA
The grey extinction of the ionizing cluster in NGC 3603 from ultraviolet to optical wavelengths
我们在F220W、F250W、F330W、F435W滤镜中使用测光功能，在F555W、F675W、和F814W过滤器从哈勃太空望远镜上的宽视场和行星照相机2中获得巨大的HII区域中HD 97950星团中恒星的单个恒星红变和红变NGC 3603星团内大约100颗主序星的平均视线红化为$E(F435W-F555W)=1.33\pm0.12$ ma。在校正前景红化后，星团内的总消光比与选择性消光比为$R_{F555W}=3.75\pm0.87$。在每个滤光片中与$E(\rm λ-F555W)/E(F435W-F555W)$相关的标准偏差范围内，紫外波长下的星系团消光曲线往往比Cardelli等人（1989）和Fitzpatrick等人（1999）的平均银河系消光定律更灰色。它更接近于Calzetti等人（2000）推导的星暴星系的消光定律，其中不存在0.2175 $\rm μm$凸起。这表明HD 97950星团中存在异常的消光，这可能是由于星团内的尘埃分布，以及尘埃颗粒的大小大于银河系ISM的平均大小。
2015-10-19 astro-ph.GA
Little impact of mergers and galaxy morphology on the production and escape of ionizing photons in the early Universe
本研究利用JWST观测的436个高红移星系样本，发现星系并合与形态扰动对电离光子产生和逃逸影响甚微，致密性和恒星形成活动才是主导因素。
2025-01-14 astro-ph.GA
