Accurately predicting the escape fraction of ionizing photons using restframe ultraviolet absorption lines
逃离高红移星系的电离光子的比例敏感地决定了星系是否再电离了早期宇宙。然而，这种逃逸分数不能从高红移星系中测量，因为星系际介质的不透明度在高红移时很大。如果没有方法来间接测量高红移星系的逃逸分数，我们就不太可能知道是什么使宇宙再电离。在这里，我们分析了远紫外（UV）H I（莱曼系）和低电离金属吸收线的九个低红移，确认莱曼连续发射星系。我们使用的H I覆盖分数，列密度，和尘埃衰减在一个配套文件中测量预测电离光子的逃逸分数。我们发现良好的协议之间的预测和观察到的莱曼连续逃逸分数（$1.4σ$内）使用H I和ISM吸收线。电离光子通过H I中的孔逃逸，但我们表明，尘埃衰减减少了逃逸星系的光子的比例。这意味着平均高红移星系可能比低红移星系发射更多的电离光子。另外两种间接方法准确地预测逃逸分数：Ly $α$逃逸分数和光学[O III]/[O II]通量比。我们使用这些间接的方法来预测的逃逸分数的样本21个星系的静止帧紫外光谱，但没有莱曼连续观测。这些星系中的许多都有低逃逸分数（$f_{\rm esc} \le 1$ \%），但11个有逃逸分数$>1$ \%。这里介绍的方法将测量高红移星系的逃逸分数，使未来的望远镜能够确定恒星形成星系是否使早期宇宙再电离。
2018-04-04 astro-ph.GA
Using Lyman Alpha Absorption to Measure the Intensity and Variability of $z \sim 2.4$ Ultraviolet Background Light
该研究利用HETDEX数据库中z≈2-3星系的莱曼α吸收测量z≈2.4紫外背景光的强度与天空变异性，通过堆叠分析40余万光谱发现不对称几何结构，所得通量与星系密度相关且与整体EBL直接测量一致。
2025-04-17 astro-ph.GA
The first ultraviolet quasar stacked spectrum at z=2.4 from WFC3
活动星系核（AGN）的电离连续体是解释其宽发射线和理解其对周围气体影响的基础。此外，它还提供了物质如何吸积到超大质量黑洞上的线索。使用HST的宽视场照相机3，我们已经构建了53个发光类星体的第一个堆叠紫外（静止帧波长600- 2500 nm）光谱，z=2.4，并对干预莱曼森林和莱曼连续吸收进行了最先进的校正。整个样品的连续斜率（$f_ν\propto ν^{α_ν}$）在~ 912 nm处出现断裂，光谱指数$α_ν=-0.61\pm0.01$在$λ>912$ λ处，在较短波长处出现软化（$α_ν=-1.70 \pm 0.61$在$λ\leq 912$ λ处）。我们的分析证明，建立类星体的内禀连续辐射需要适当的星系际介质吸收修正。我们解释我们的平均紫外光谱的背景下，光电离，吸积盘模型，和类星体的贡献紫外线背景。我们发现，观察到的宽线比是一致的假设电离斜率$α_\mathrm{ion}=$-2.0，类似于观察到的电离光谱在相同的波长范围内的预测。当考虑黑洞自旋时，连续谱的断裂和软化与吸积盘加X射线日冕模型一致。我们的光谱能量分布产生了30%的增加，以前的估计比类星体的发射率，这样的类星体可能会显着贡献的总比莱曼极限发射率估计从Ly $α$森林在z<3.2。
2015-04-07 astro-ph.GA
Sizes of Lyman-Alpha-Emitting Galaxies and Their Rest-Frame Ultraviolet Components at z=3.1
利用静止坐标系对扩展Chandra深场南（ECDF-S）中的~120 z~3.1 Lyman α发射体（LAEs）进行了紫外光谱分析。使用哈勃太空望远镜（HST）拍摄的图像作为银河系从形态学和SEDS（GEMS）调查，大天文台起源深度调查（GOODS）和哈勃超深场（HUDF）调查的一部分，我们分析了LAEs的大小，以及它们的组成部分的空间分布，这些组成部分被定义为不同的紫外线连续发射团块。我们对连续谱和莱曼α发射的质心之间的均方根偏移设置了~1 kpc（~0.1”）的上限。由静止坐标系紫外连续谱推断的LAE分量的恒星形成率范围为~0.1 M_{sun} /yr ~5$ M_{sun} /yr。在多次勘测中（在不同成像深度）覆盖的LAE子样本表明，需要信噪比S/N>~30，以便对LAE系统的半光半径进行稳健估计。大多数LAE观测到的半光半径<~2 kpc，LAE组件通常观测到的半光半径<~1.5 kpc（<~ 0.2”）。虽然只有~50%的探测到的LAE分量在GOODS深度被分辨，但最亮的（V<~26.3）在GOODS和GEMS中都被分辨。由于我们几乎没有发现静止紫外线大小和LAEs大小之间存在相关性的证据，因此大多数应该在HST的~0.05”角分辨率下进行更深入的调查。大多数在浅帧中识别出的多成分LAE在更深的图像中变得相互连接，这表明大多数剩余UV“团块”是单个系统中的单个恒星形…
2009-09-21 astro-ph.CO astro-ph.GA
The Far-Ultraviolet Continuum Slope as a Lyman Continuum Escape Estimator at High-redshift
星系际介质（IGM）中的大部分氢在高红移下迅速电离。虽然观测已经确定发生了再电离，但观测对高红移电离光子发射率的限制仍然难以捉摸。在这里，我们提出了一个新的分析的低红移莱曼连续统调查（LzLCS）和档案观测，合并样本的89恒星形成星系在z~0.3与哈勃太空望远镜观测其电离连续（或莱曼连续统，LyC）。我们发现在1550 Ω处的连续斜率（定义为F $_λ\proptoλ^β$）与LyC逃逸分数（f $_{esc}$）和f $_{esc}$乘以电离光子产生效率（$ξ_{ ion}$）之间存在强（6 $σ$显著）的负相关。平均而言，由于尘埃衰减较高，具有较红连续斜率的星系比具有较蓝连续斜率的星系具有较小的f $_{esc}$。超过5%（20%）的LyC发射逃逸$β$ <-2.1（-2.6）的星系。我们发现$β$和气相电离（[OIII]/[OII]通量比，在7.5 $σ$意义），星系恒星质量（在5.9 $σ$），气相金属丰度（在4.6 $σ$），和观察到的FUV绝对星等（M $_{UV}$在3.4 $σ$）之间有很强的相关性。利用以前对$β$在高红移的观测，我们用$z$和M $_{UV}$估计了f $_{esc}$的演化。LzLCS表明，较暗和较低质量的星系在较高的红移处占主导地位的电离光子预算，可能是由于其快速演变的金属和尘埃含量。最后，我们使用我们的$β$和f $_{ esc}\tim…
2022-07-20 astro-ph.GA
The Cosmic Ultraviolet Baryon Survey (CUBS) -- III. Physical properties and elemental abundances of Lyman limit systems at $z<1$
本文对宇宙紫外重子巡天（CUBS）中发现的四个光学厚莱曼极限系统（LLS）的物理条件和元素丰度进行了系统的研究。CUBS LLS表现出多组分的运动学结构和多相气体的复杂混合，以及从多个电离状态的相关金属跃迁，其视线速度跨越数百公里/秒。具体地，所有四个吸收器中的较高柱密度组分（log N（HI）>16）包括具有$\langle T \rangle =(2\pm1) \times10^4\,$ K和$5\pm3\,$ km/s的适度非热增宽的动态冷却气体。高质量的类星体吸收光谱使我们能够推断气体的物理条件，使用详细的电离建模，考虑到解决组件结构的HI和金属过渡。推断的气体密度的范围表明，这些吸收体由空间紧凑的云与$160^{+140}_{-50}$ pc的中值视线厚度。由于不确定的N（HI），获得低密度，高度电离相的强金属性约束仍然具有挑战性，我们证明了LLS中的冷相气体具有$\mathrm{[α/H]_{1/2}}=-0.7^{+0.1}_{-0.2}$的中值金属性，$\mathrm{[α/H]}=(-1.3,-0.1)$的16-84百分位数范围。此外，广泛的推断元素丰度比（$\mathrm{[C/α]}$，$\mathrm{[N/α]}$，和$\mathrm{[Fe/α]}$）表明化学富集历史的多样性。结合吸收数据与深星系调查数据表征这些吸收体的星系环境，我们讨论了恒星形成区域的…
2021-06-08 astro-ph.GA
Self-generated ultraviolet radiation in molecular shock waves II. CH+ and the interpretation of emission from shock ensembles
冲击，在广泛的参数范围内建模，用于构建一个新的工具来推断所观察到的原子或分子的发射线的机械能和物理条件。我们计算磁化，分子冲击模型的速度$V_s=5$ - $80$公里的$^{-1}$，震前质子密度$n_{\rm H}=10^2$ - $10^6$厘米$^{-3}$，弱或中等的磁场强度，并在外部紫外辐射场的存在或不存在。我们开发了一个简单的发射模型的合奏的冲击连接任何观察到的发射线的机械能和系统的物理条件。对于这一范围内的参数，我们找到了完整的多样性（C-，C $^*$ -，CJ-和J-型）的磁流体动力学冲击。H $_2$和H是主要的冷却剂，高达30%的冲击动力学通量逃逸在Ly $α$光子中。分子在冷却尾部的重组意味着H PDMATHAMT甚至是解离激波和最初完全原子化的激波的一个很好的示踪剂。对于每个冲击模型，我们提供的H $_2$，CO和CH $^+$，原子H线，原子精细结构和亚稳线的振转线的积分强度。我们演示了如何使用这些冲击模型来推断河外环境的机械能和物理条件。作为一个模板的例子，我们解释的CH $^+$（1-0）从睫毛星暴星系的排放。为了重现所观察到的谱线，需要至少$10^{11}$ $L_\odot$的机械能注入到分子激波中。就所需的总机械能而言，低速外部辐照冲击的效率至少比没有外部辐照的最有效冲击高一个数量级。我们预测的差异超过2个数量级的纯旋转线的CO，Ly $α$…
2021-11-28 astro-ph.GA
Lyman Continuum Leakers at $z>3$ in the GOODS-S Field: Starburst or Not?
本文通过HST和JWST数据构建23个z>3莱曼连续谱泄漏星系的SED，发现其紫外斜率偏蓝、比恒星形成率范围较宽，且部分位于主序带而非星暴模式，表明强星暴并非LyC光子泄漏的必要条件。
2024-09-30 astro-ph.GA
The Cosmic Ultraviolet Baryon Survey (CUBS) I. Overview and the diverse environments of Lyman limit systems at z<1
CUBS结合15个紫外亮类星体吸收线光谱与深星系巡天，在z<1发现5个新LLS，揭示其多组分金属吸收及矮星系对、星系群等多样宿主环境。
2020-06-17 astro-ph.GA
Limits on Lyman Continuum escape from z=2.2 H-alpha emitting galaxies
莱曼连续光子从恒星形成星系中的泄漏是一个难以捉摸的参数。当被观测时，它提供了大量关于星系中恒星形成和星际介质几何形状的信息，并限制了恒星形成星系在宇宙再电离中的作用。z~2处的H-α选择星系追踪了宇宙恒星形成历史高峰期最高的恒星形成种群，为直接测量Lyman连续谱逃逸提供了基础。在这里，我们介绍这种方法，并强调其优点以及警告。我们还使用该方法在钱德拉深场南部z=2.2的10个H-α发射器上，也用哈勃太空望远镜在紫外线下成像。我们没有发现单独的莱曼连续谱检测，我们的堆栈将平均绝对逃逸分数的上限设为<24%，与类似的研究一致。随着未来计划的观测，样本量将迅速增加，这里提出的方法将提供非常强大的逃逸分数的约束。
2015-11-02 astro-ph.GA
The Mystery of the Cosmic Diffuse Ultraviolet Background Radiation
GALEX远紫外线（FUV，1300 <$- 1700 <$）中弥漫的宇宙背景辐射被推断为仅部分起源于FUV发射恒星的尘埃散射辐射：大部分FUV背景辐射的来源仍然是一个谜。在银河系的远北和远南纬度，辐射是非常均匀的，而且在所有的银河系中，辐射都朝着银河系的低纬度增加。我们研究推测，这可能是由于相互作用的暗物质与核的星际介质，但我们无法指出一个合理的机制，有效的相互作用。我们还探讨了这样一种可能性，即我们看到的辐射来自明亮的FUV发射恒星，这些恒星从星际颗粒的“第二种群”中散射出来--这些颗粒与FUV波长相比很小。已知存在这样的颗粒（Draine 2011），并且它们以非常高的散射度散射，具有各向同性散射图案。然而，与观测到的分布（从它们的$100\ μ$ m发射推断）的颗粒在银河系高纬度地区的比较表明，颗粒的位置和观测到的FUV发射之间没有相关性。我们对小颗粒的远紫外散射的模拟还表明，在银河系的高纬度地区，无论是北半球还是南半球，这样的“小”颗粒肯定非常少;这可能仅仅意味着在银河系的两极，任何类型的星际尘埃都非常少，这与Perry和Johnston（1982）的观点一致。我们还回顾了我们对莱曼$α$紫外波长短距离处宇宙漫射背景的有限了解--可能是我们的漫射远紫外背景的“第二成分”持续存在于莱曼极限的短距离处，并且是宇宙再电离的原因（Kollmeier et al. 2014）。
2014-10-18 astro-ph.GA
Direct Detection of Lyman Continuum Escape from Local Starburst Galaxies with the Cosmic Origins Spectrograph
我们报告在两个邻近的星暴星系的莱曼连续辐射的检测。Tol 0440-381、Tol 1247-232和Mrk 54是由哈勃太空望远镜上的宇宙起源光谱仪观测到的。这三个星系的径向速度约为13，000 km/s，允许在银河系莱曼边缘912 A的莱曼连续统上有一个约35 A的窗口。使用G140 L光栅的所选仪器配置覆盖了912至2，000 nm的光谱范围。我们开发了一种专用的背景减除方法来解释探测器的时间和空间背景变化，这在912 A附近的低通量水平下至关重要。这一修改后的管道使我们能够显着改善统计和系统检测器噪声，并将提供给社区。我们在这三个星系中都探测到莱曼连续体。然而，我们保守地将Tol 0440-381中的发射解释为上限，这是由于地冠莱曼系线可能的污染。我们从远紫外连续谱和谱线中确定了当前恒星形成的性质，并使用合成模型来预测当前热恒星群体发出的莱曼连续辐射。我们讨论了各种模型的不确定性，如，除其他外，大气和演变模型。莱曼连续逃逸分数来自观测和预测的莱曼连续通量之间的比较。Tol 1247-232、Mrk 54和Tol 0440-381的绝对逃逸分数分别为（4.5 +/- 1.2）%、（2.5 +/- 0.72）%和<（7.1 +/- 1.1）%。
2016-03-22 astro-ph.GA
Global Far-Ultraviolet Properties of the Cygnus Loop
本文给出了利用天体物理辐射等离子体演化光谱学（SPIRES;也称为FIMS）任务新处理的数据获得的天鹅座环的C Ⅲ λ977、O Ⅵ λ1032、1038和N Ⅳ] λ1486发射线图。此外，1400 nm附近的Si IV+O IV]线复合物被分解为两条独立的发射线，其强度表明在先前的研究中预测的相对高的Si IV区域。O VI和X射线图像之间的形态相似性，以及O VI强度与X射线结果预期值的比较，表明观察到的O VI发射的大部分可能是由X射线发射气体产生的。的远紫外（FUV）图像与光学和H I 21厘米的图像的比较，揭示了空间变化的冲击速度人口和高FUV消光在以前确定的H I云的方向。通过计算天鹅座圈的几个子区域的FUV线比，我们调查的辐射激波速度的人口的空间变化;和共振散射，X射线发射气体，和非辐射冲击的影响。FUV和X射线光度之间的天鹅座环和船帆座超新星遗迹的比较表明，在早期演化阶段的冲击的分数是更大的天鹅座环。
2014-01-22 astro-ph.GA
The Lyman Continuum Escape Fraction of The Cosmic Horseshoe: A Test of Indirect Estimates
高红移的恒星形成星系可能是宇宙再电离的原因，但直接探测它们逃逸的电离（莱曼连续谱）光子已被证明是极具挑战性的。在这项研究中，我们寻找逃逸莱曼连续的宇宙马蹄铁，引力透镜，恒星形成星系在z=2.38与一个大的放大倍率$\sim24$。在静止坐标系紫外线中，低电离星际吸收线波长的透射表明存在一种不规则的、部分透明的星际介质。这使其成为直接检测莱曼连续谱的理想候选者。我们使用WFC 3/UVIS F275 W滤光片获得了一张10轨道哈勃近紫外图像，该滤光片在马蹄铁红移处探测略低于莱曼极限的波长，试图探测逃逸的莱曼连续辐射。在充分考虑了星系际介质不透明度的不确定性以及WFC 3 CCD中电荷转移效率的不确定性后，我们发现了$f_{esc,rel}<0.08$的相对逃逸分数的$3 σ$上限。该值比低离子吸收谱线中40%透射率所预测的值（0.4）低5倍。我们讨论了这种差异的可能原因，并考虑在直接莱曼连续检测以及间接估计逃逸分数的影响，为未来的尝试。
2016-03-07 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
An uncontaminated measurement of the escaping Lyman continuum at $z\sim3$
在$z\sim3$观测再电离时代的类似物是限制再电离的有力工具。静止紫外观测特别有用，其中可以观察到电离光子产生和逃逸的直接和间接示踪物。我们分析了一个样本的124个$z\sim3$星系的凯克莱曼连续光谱调查，灵敏的光谱测量的莱曼连续（LyC）区域。我们提出了一种使用高分辨率，多波段哈勃太空望远镜成像从我们的样品中去除前景污染的方法。我们重新测量了13个单独检测到的LyC源和107个单独未检测到的源的清洁样本的全局属性，包括$f_{esc,abs}=0.06\pm0.01$的样本平均绝对逸出分数和$<f_{900}/f_{1500}>_{out}=0.040\pm0.006$的电离与非电离紫外通量密度的样本平均比率，并对来自星系际和环星系介质的衰减进行了校正。复合光谱的基础上，我们还恢复了$<f_{900}/f_{1500}>_{out}$和Ly $α$等效宽度（W $_λ$（Ly $α$））之间的强正相关性和$<f_{900}/f_{1500}>_{out}$和紫外光度之间的负相关性。与以前的工作一样，我们解释了$<f_{900}/f_{1500}>_{out}$和W $_λ$（Ly $α$）之间的关系在调制的电离辐射逃逸的恒星形成星系的中性气体的覆盖分数的基础上。我们还使用一个W $_λ$（Ly $α$）加权的$<f_{900}/f_{1500}>_{out}$来估计恒星形成星…
2022-06-23 astro-ph.GA
The Lyman Continuum escape fraction of emission line-selected $z\sim2.5$ galaxies is less than 15%
最近的工作表明，强发射线，恒星形成星系可能是重要的莱曼连续体泄漏。我们结合档案HST宽带紫外和光学成像（F275 W和F606 W，分别）与来自WFC 3 IR G141棱镜光谱的发射线目录，寻找逃逸莱曼连续（LyC）发射均匀选择$z\simeq$ 2.5 SFG。我们没有检测到逃逸莱曼连续谱从[OII]星云发射（N=208），并在一个狭窄的红移范围内，[OIII]/[OII]选择的SFG。我们测量1 $σ$上限的LyC逃逸分数相对于非电离UV连续从[OII]发射体，$f_{esc}<$ 5.6%，和强[OIII]/[OII] $>$ 5 ELG，$f_{esc}<$ 14.0%。我们的观测还不足以探测到$f_{esc}\lesssim$ 10%典型的低红移莱曼连续辐射体。然而，我们发现，这个人口代表恒星形成星系人口的一小部分在$z\simeq$ 2。因此，除非极端发射线星系的数量大幅增长到z $>$ 6，这样的星系可能不足以再电离。更深入的调查数据在休息框架电离紫外线将是必要的，以确定是否强线比可能是有用的预选LyC泄漏在高红移。
2017-05-17 astro-ph.GA
Star formation and the interstellar medium in z>6 UV-luminous Lyman-break galaxies
我们提出了阿塔卡马大型毫米波阵列（ALMA）探测原子碳线和尘埃连续辐射在两个紫外光星系在红移6。这些星系的远红外（FIR）光度远低于类似的星爆在后来的宇宙时代，表明在尘埃性质的红移的演变，在协议的演变中看到的紫外线（UV）衰减的尘埃。发现[CII]与FIR的比值高于低红移时的比值，这表明在再电离时期内，[CII]应该很容易被ALMA探测到。其中一个星系表现出复杂的合并性质，质量较小的分量主导紫外线辐射，质量较大的分量主导远红外线和连续谱。利用星际碳原子谱线推导出系统红移，我们研究了高z星系中莱曼α辐射的速度。与以前的工作相比，我们没有发现在高红移时莱曼α速度位移降低的证据。我们观察到从z $\sim$ 2到z $\sim$ 6的速度变化增加，与IGM吸收增加的影响一致。
2015-05-22 astro-ph.GA
The LyAlpha Line Profiles of Ultraluminous Infrared Galaxies: Fast Winds and Lyman Continuum Leakage
我们提出了新的哈勃太空望远镜宇宙起源光谱仪远紫外（远紫外）光谱和凯克Echellete光谱的11个超亮红外星系（ULIRGs），一个罕见的人口的本地星系经历大量的气体流入，极端的星爆，和突出的外流。我们探测到8个ULIRGs和IRAS 09583 + 4714的伴星的H Lyman α发射。与在星系光谱中经常看到的天鹅座P剖面相反，H Lyman α剖面在三个HII主导和两个活动星系核主导的ULIRG中表现出突出的蓝移发射，多普勒频移超过-1000 km/s。为了更好地理解共振散射在塑造H莱曼α线轮廓中的作用，我们直接将它们与光谱中的非共振发射线进行比较。我们发现，线翼已经存在于本征星云光谱，散射只是增强了相对于线核心的翅膀。H Lyman α衰减（在COS孔径中测量）的范围从远紫外连续谱到超过100倍。一个简单的辐射转移模型表明，H莱曼α光子逃逸通过空腔具有低柱密度的中性氢，并成为光学薄的莱曼连续在最先进的合并。我们表明，H莱曼α和光学发射线轮廓上的高度蓝移线翼的属性是一致的气体凝结出一个快速，热风的团块发射。H莱曼α发射的光度随着ULIRG的热光度非线性地增加，并且代表了HII主导的ULIRG中来自热风的辐射冷却的约0.1%至1%。
2015-01-23 astro-ph.GA
Direct Lyman continuum and Lyman-alpha escape observed at redshift 4
我们报告了一个z=4.0，M1500=-22.20的恒星形成星系（Ion 3）的偶然发现，该星系显示出丰富的莱曼连续体（LyC）泄漏（约60%逃逸），一个显着的多峰Lya辐射，以及在共振频率处直接出现的显著Lya辐射。这是已证实的红移最高的LyC发射体，其中电离辐射和Lya辐射可能共享一个共同的电离腔（N_HI<10^17.2 cm^-2）。Ion 3具有空间分辨率，具有与P-Cygni NV 1240类似的清晰的星风特征，并具有蓝紫外连续谱（β= -2.5 +/-0.25，F_λ~ λ^β）和弱的低电离星际金属线。深VLT/HAWKI Ks和Spitzer/IRAC 3.6 μ m和4.5 μ m成像显示了在平坦连续体（Ks-4.5 μ m ~ 0）上出现的具有1000 A静止帧等效宽度的H α线的清晰光度特征。通过SED拟合，我们得出恒星质量为1.5 × 10^9 Msun，SFR为140 Msun/yr，年龄约为1000万年，尘埃消光较低，E（B-V）< 0.1，将源置于SFR-M ^* 平面的星暴区。Ion 3显示出与先前发现的另一种LyC发射体相似的性质（z=3.21，Ion 2，Vanzella等人，2016）。Ion 3（和Ion 2）代表了理想的高红移参考案例，以指导JWST在z>6.5处搜索再电离源。
2018-03-30 astro-ph.GA
Spectroscopic Measurements of the Far-Ultraviolet Dust Attenuation Curve at z~3
我们提出了第一次测量的形状的远紫外（远紫外; λ =950-1500）尘埃衰减曲线在高红移（z~3）。我们的分析使用了933个星系在z~3的静止坐标系紫外光谱，其中121个星系在λ =850-1300 A的波长下进行了非常深的光谱观测（>7小时），用凯克望远镜上的低分辨率成像光谱仪。通过使用迭代的方法，在其中我们计算在连续色过量，E（B-V）的不同箱的复合光谱的比率，我们推导出一个尘埃曲线，这意味着一个较低的衰减，在远紫外线为一个给定的E（B-V）比标准衰减曲线。我们证明，通过假设我们的新衰减曲线，高的HI覆盖率，以及H2的Lyman-Werner带的吸收（覆盖率<20%），可以很好地模拟z~3星系的UV复合光谱。H2相对于HI和尘埃的低覆盖率表明，z~3处典型星系ISM中的大多数尘埃与H2的催化无关，并且与ISM的其他阶段（即，电离和中性气体）。远紫外尘埃曲线意味着一个因素的低尘埃衰减莱曼连续（电离）光子相对于那些推断出最常见的假设衰减曲线L* 星系在z~3。我们的研究结果可以用来评估电离光子在HII区的衰减程度，或者更一般地说，在高红移星系的电离或低柱密度（N（HI）<10^17.2 cm^-2）中性ISM中的衰减程度。
2016-06-01 astro-ph.GA
Intense CIII] 1907,1909 emission from a strong Lyman continuum emitting galaxy
我们已经获得了第一个完整的紫外（UV）光谱的强莱曼连续（LyC）发射体在低红移-紧凑，低金属，恒星形成星系J1154+2443 -与莱曼连续逃逸分数为46%最近发现。太空望远镜成像摄谱仪光谱显示出强烈的Lya和CIII] 1909发射，以及OIII] 1666。我们的观察表明，强LyC发射体可以具有高等效宽度的UV发射线（例如EW（CIII]）$=11.7 \pm 2.9 Å$静止帧），尽管由于电离光子的损失，它们的等效宽度应该减小。J1154+2443的固有电离光子产生效率高，$\log(ξ_{\rm ion}^0)=25.56$ erg $^{-1}$ Hz，与最近发现的其他$z \sim 0.3-0.4$ LyC发射体相当。结合我们的测量和文献中的早期测定，我们发现随着CIII] 1909等效宽度的增加，$ξ_{\rm ion}^0$增加的趋势，这可以通过减少恒星星族年龄和金属丰度的组合来理解。简单的电离和密度束缚光电离模型可以解释J1154+2443的主要观测特征，包括紫外光谱。
2018-08-09 astro-ph.GA
Enhanced X-ray emission from candidate Lyman continuum emitting galaxies
X射线二进制可能通过实现莱曼连续谱逃逸而帮助早期宇宙重新电离。利用钱德拉X射线观测资料，分析了一组8个由蓝色和弱发射线确定的潜在莱曼泄漏星系。其中五个星系具有X射线源，而三个星系在X射线中没有明显的探测到。发现了星系和X射线源的X射线光度。其中四个星系的X射线光度比根据恒星形成率和金属丰度所预期的要高。发现星系内探测到的X射线源的存在与从近紫外通量估计的恒星形成率与从红外通量估计的恒星形成率的比率相关。这意味着在具有X射线源的星系中，由于尘埃而导致的遮蔽减少。这些结果支持了X射线双星可能是再电离过程的重要组成部分的观点。
2019-06-29 astro-ph.GA astro-ph.HE
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
Lyman-$α$ Observations of High Radial Velocity Low-Mass Stars Ross 1044 and Ross 825
低质量恒星周围的宜居带行星的发现，突出表明需要全面了解这类行星所处的辐射环境。特别重要的是远紫外线辐射的知识，因为低质量恒星通常比太阳型恒星活跃得多，它们的Hz距离可能是距离的十分之一。低质量恒星在远紫外波段发出的绝大多数通量出现在1216埃的莱曼- $α$谱线上。然而，直接测量低质量恒星的莱曼- $α$辐射几乎总是不可能的，因为星际氢和地冠气辉的污染效应。利用哈勃空间望远镜（HST）上的STIS光谱仪对Ross 825（K3）和Ross 1044（M0）这两颗具有特殊径向速度的恒星进行了观测。他们的径向速度导致显着的线位移，允许更完整地查看他们的莱曼- $α$线的轮廓。我们提供了一个更新的有效温度和莱曼- $α$通量之间的关系，使用盖亚DR 2天体测量以及更新，模型无关的莱曼- $α$通量和紫外线通量测量从银河系演化探测器（GALEX）的低质量恒星之间的关系。这些新的关系，结合GALEX的相当大的空间覆盖范围，为莱曼- $α$环境附近的数千颗低质量恒星提供了大量的预测能力。
2019-09-26 astro-ph.GA astro-ph.SR
Conditions for HD Cooling in the First Galaxies Revisited: Interplay between Far-Ultraviolet and Cosmic Ray Feedback in Population III Star Formation
HD主导着原始云的冷却和增强的电离，例如结构形成中的冲击加热云或超新星遗迹，Pop III星的遗迹HII区域，以及宇宙射线（CR）照射的云。在那里，温度下降到几十K，特征恒星质量下降到$\sim 10\ {\rm M}_{\odot}$，与第一颗由未受干扰的原始云形成的恒星（$\sim 100\ {\rm M}_{\odot}$）形成对比。然而，在没有CR照射的情况下，即使是弱的远紫外线（FUV）照射也会抑制HD的形成/冷却。在这里，我们研究条件HD冷却原始云，包括FUV和CR反馈。坍缩开始时，激波压缩气体随密度的增加而冷却，而HII区残余气体密度不变而冷却。此外，冲击往往发生在比HII区域更密集的环境中。由于更高的柱密度和更有效的屏蔽，在激波压缩气体中HD冷却的临界FUV强度比在遗留的HII区高$\sim 10$倍。因此，在激波压缩气体中，临界FUV强度超过了我们考虑的大部分红移（$6 \lesssim z \lesssim 15$）的背景水平，而在残留的HII区域，HD冷却变得有效后，CR强度增加到足够的$z \lesssim 10$。我们的研究结果表明，质量较小的（$\sim 10\ {\rm M}_{\odot}$）Pop III星可能比以前认为的更常见，可能是Pop III星的主要群体。
2014-05-27 astro-ph.CO astro-ph.GA
Generation of high circular polarization of interstellar Lyman $α$ radiation triggering biological homochirality
通过三维辐射传输模拟发现星际尘埃板中Lyman $α$辐射的圆偏振度比近红外高出约5倍，这种高圆偏振的Lyman $α$辐射可能诱导了太空中生物分子的对映体过量，从而触发地球生物同手性。
2023-06-21 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.IM
HST-COS Observations of Hydrogen, Helium, Carbon and Nitrogen Emission from the SN 1987A Reverse Shock
我们介绍了超新星1987 A的最灵敏的紫外观测。哈勃太空望远镜-宇宙起源摄谱仪的成像光谱显示了许多来自星周环的窄（dv \sim 300 km/s）发射线，来自反向激波的宽（dv \sim 10 - 20 x 10^3 km/s）发射线和紫外连续辐射。高信噪比（> 40每分辨率元素）的宽LyA发射是由软X射线和极紫外线加热星周环和外部超新星碎片中的大多数中性气体激发的。在λ> 1350 A处的紫外连续谱可以用来自同一区域的HI双光子发射来解释。我们证实了我们早先对反向激波NV λ1240发射的初步探测，并首次探测到反向激波的宽HeII \lambda 1640、CIV \lambda 1550和NIV] \lambda 1486发射线。高速物质中的氦丰度为He/H = 0.14 +/- 0.06。NV/H-α线比需要部分离子-电子平衡（T_{e} / T_{p} \approx 0.14 - 0.35）。我们发现，N/C丰度比的气体穿越反向冲击波是显着高于拱星环，这可能是由于化学分层的超新星祖外信封的结果。N/C丰度比可能已经分层之前，环驱逐，或这一结果可能表明继续CNO处理的祖先驱逐的拱星环。
2011-11-07 astro-ph.GA astro-ph.SR
