巨大的Ly $α$星云,围绕类星体延伸超过300- 500 kpc,代表了星系和星团形成的顶峰。这里我们介绍IRAM Plateau de Bure干涉仪对巨大的Ly $α$星云“Slug”($z$ = $2.282$)和“Jackpot”($z$ = $2.041$)的观测。我们的数据揭示了明亮的同步辐射,与嵌入目标星云的两个无线电响亮的活动星系核有关,以及分子气体,通过CO(3-2)线追踪,在三个星系中(两个源在鼻涕虫,一个在头奖)。所有的CO发射与星系在其静止帧UV恒星发射检测。这三个星系[ $\sim (3-5)\times10^{10}$ M $_\odot$ ]的分子气体总质量与弥漫星云发射的电离气体总质量相当。我们的观测结果限制了星云中分子气体的排放:蛞蝓星云的分子气体表面密度为$Σ_{\rm H2}<12-25$ M $_\odot$ pc $^{-2}$,而头奖星云的分子气体表面密度为$Σ_{\rm H2}<34-68$ M $_\odot$ pc $^{-2}$。这些都是符合预期的分子气体表面密度,预测通过光电离模型的休息帧紫外线发射的星云,并通过Ly $α$吸收的头奖星云。与其他射电大声类星体在$z>1$,高红移射电大声星系相比,我们没有发现任何强烈的趋势有关的分子气体水库,无线电功率,和这些系统的Ly $α$光度。如果星云中存在分子气体的话,要实现对星云中分子气体的探测,需要在灵敏度上迈出重要的一步,这将需要对JVLA、NOEMA或ALMA进行大量的时间投资。
英文摘要:
Enormous Ly$α$ nebulae, extending over 300-500\,kpc around quasars, represent the pinnacle of galaxy and cluster formation. Here we present IRAM Plateau de Bure Interferometer observations of the enormous Ly$α$ nebulae `Slug' ($z$=$2.282$) and `Jackpot' ($z$=$2.041$). Our data reveal bright, synchrotron emission associated with the two radio-loud AGN embedded in the targeted nebulae, as well as molecular gas, as traced via the CO(3-2) line, in three galaxies (two sources in the Slug, and one in the Jackpot). All of the CO emission is associated with galaxies detected in their rest-frame UV stellar emission. The total mass in molecular gas of these three galaxies [$\sim (3-5)\times10^{10}$ M$_\odot$] is comparable with the total ionized gas mass responsible for the diffuse nebular emission. Our observations place limits on the molecular gas emission in the nebulae: The molecular gas surface density is $Σ_{\rm H2}<12-25$ M$_\odot$ pc$^{-2}$ for the Slug nebula and $Σ_{\rm H2}<34-68$ M$_\odot$ pc$^{-2}$ for the Jackpot nebula. These are consistent with the expected molecular gas surface densities, as predicted via photoionization models of the rest-frame UV line emission in the nebulae, and via Ly$α$ absorption in the Jackpot nebula. Compared to other radio--loud quasars at $z>1$, and high-redshift radio--loud galaxies, we do not find any strong trends relating the molecular gas reservoirs, the radio power, and the Ly$α$ luminosities of these systems. The significant step in sensitivity required to achieve a detection of the molecular gas from the nebulae, if present, will require a substantial time investment with JVLA, NOEMA, or ALMA.
A Multiwavelength Study of ELAN Environments (AMUSE$^2$): Ubiquitous dusty star-forming galaxies associated with enormous Ly$α$ nebulae on megaparsec scales
Empirical constraints on the turbulence in QSO host nebulae from velocity structure function measurements
本文给出了$z\!\approx\!0.5$ -1.1的四个亮类星体周围扩散环星系介质湍流速度场的第一个经验约束。在VLT上利用MUSE获得的积分场分光观测中,[OII] $λλ\,3727,3729$和/或[OIII] $λ\,5008$发射线显示了以类星体为中心的$\approx\!50$ --直径为100物理千秒差距的空间扩展星云。我们测量的二阶和三阶速度结构函数(VSFs)的范围内的尺度,从$\lesssim\!5$千秒差距到$\approx\!20$ -50千秒差距,以量化这些星云中不同尺度之间的湍流能量转移。虽然没有约束的能量注入和耗散尺度可以从目前的数据,我们表明,强大的约束的幂律斜率的VSF的占大气看到,空间平滑,和大规模的散装流量的影响后,可以确定。在研究的四个类星体星云中,有一个展示了与柯尔莫哥洛夫定律惊人一致的VSF,预期是各向同性、均匀和不可压缩的湍流。其他三个油田从大到小尺度的VSF下降幅度较小。然而,在有限的动态范围内的空间尺度在看到有限的数据,没有约束可以得到这三个星云的VSF斜率。对于符合Kolmogorov定律的类星体星云,我们确定了湍流能量级联率为$\approx\!0.2$ cm $^{2}$ s $^{-3}$。我们讨论的背景下,类星体的喂养和环星系介质中的反馈所观察到的VSF的含义。
A Comprehensive Study of Morphology and Kinematics in Extended Nebulae Around UV Luminous Quasars at $z\approx1$
University of Michigan(密歇根大学);The University of Chicago(芝加哥大学);Aix-Marseille Univ.(艾克斯-马赛大学);CNRS(法国国家科学研究中心);French-Chilean Laboratory for Astronomy, IRL 3386, CNRS and Universidad de Concepción(中智天文学联合实验室,IRL 3386,法国国家科学研究中心与康塞普西翁大学);Universidad de Concepción(康塞普西翁大学);Space Telescope Science Institute(太空望远镜科学研究所);Johns Hopkins University(约翰斯·霍普金斯大学);National Center for Supercomputing Applications, University of Illinois Urbana-Champaign(伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校超级计算应用国家中心);Michigan Institute for Data Science, University of Michigan(密歇根大学数据科学研究所)
Evolution of the Cool Gas in the Circumgalactic Medium (CGM) of Massive Halos -- A Keck Cosmic Web Imager (KCWI) Survey of Ly$α$ Emission around QSOs at $z\approx2$
最近发现$z \gtrsim 3$类星体周围的Ly $α$辐射几乎无处不在,我们利用Keck宇宙网成像仪(KCWI)--一种新的宽视场、蓝敏积分场摄谱仪(IFU)--的独特能力,在$z\approx2$对类星体环星系Ly $α$辐射进行了系统的研究。本文介绍了在$z=2.1-2.3$上对16个超亮I型类星体进行的KCWI观测,电离光度为$L_{\rm{ν_{\rm{LL}}}}=10^{31.1-32.3}$ erg s $^{-1}$ Hz $^{-1}$。我们发现,16个类星体中有14个与Ly $α$星云有关,其投影线性尺寸大于50物理千秒差距(pkpc)。其中,有四个星云具有巨大的Ly $α$辐射,其表面亮度为$SB_{\rm{Lyα}} >10^{-17}$ erg s $^{-1}$ cm $^{-2}$ arcsec $^{-2}$($>100$ kpc尺度),超出了KCWI的视野范围。我们的KCWI观测显示,大多数$z\approx2$类星体星云的形态比$z\gtrsim3$的更不规则。反过来,我们测量到$z\approx2$处的圆平均表面亮度(SB)比$z\gtrsim 3$处的红移校正中值SB暗0.4 dex。类星体在$z\approx 2$的Ly $α$ SB廓线(SB $_{\rm{Lyα}}$)可用SB $_{\rm{Lyα},z\approx2.3}= 3…
Lyα Nebulae in HETDEX: The Largest Statistical Census Bridging Lyα Halos and Blobs across Cosmic Noon
The University of Texas at Austin(德克萨斯大学奥斯汀分校);The Pennsylvania State University(宾夕法尼亚州立大学);Kavli Institute for the Physics and Mathematics of the Universe (WPI), University of Tokyo(东京大学 Kavli宇宙物理与数学研究所(WPI));Universität Heidelberg(海德堡大学);Yunnan University(云南大学);Max Planck Institute for Ext(马克斯·普朗克研究所)