Massive molecular outflow and 100 kpc extended cold halo gas in the enormous Ly$α$ nebula of QSO 1228+3128
Jianrui Li, Bjorn H. C. Emonts, Zheng Cai, J. Xavier Prochaska, Ilsang Yoon, Matthew D. Lehnert, Shiwu Zhang, Yunjing Wu, Jianan Li, Mingyu Li, Mark Lacy, Montserrat Villar-Martín
备注：
Accepted for publication in ApJ. 10 pages, 6 figures
The link between the circum-galactic medium (CGM) and the stellar growth of massive galaxies at high-$z$ depends on the properties of the widespread cold molecular gas. As part of the SUPERCOLD-CGM survey (Survey of Protocluster ELANe Revealing CO/\ci\ in the Ly$α$-Detected CGM), we present the radio-loud QSO Q1228+3128 at $z=2.2218$, which is embedded in an enormous Ly$α$ nebula. ALMA+ACA observations of CO(4-3) reveal both a massive molecular outflow, and a more extended molecular gas reservoir across $\sim$100 kpc in the CGM each containing a mass of M$_{\rm H2}$\,$\sim$\,4$-$5\,$\times$\,10$^{10}$ M$_{\odot}$. The outflow and molecular CGM are aligned spatially, along the direction of an inner radio jet. After re-analysis of Ly$α$ data of Q1228+3128 from the Keck Cosmic Web Imager, we found that the velocity of the extended CO agrees with the redshift derived from the Ly$α$ nebula and the bulk velocity of the massive outflow. We propose a scenario where the radio source in Q1228+3128 is driving the molecular outflow and perhaps also enriching or cooling the CGM. In addition, we found that the extended CO emission is nearly perpendicular to the extended Ly$α$ nebula spatially, indicating that the two gas phases are not well mixed, and possibly even represent different phenomena (e.g., outflow vs. infall). Our results provide crucial evidence in support of predicted baryonic recycling processes that drive the early evolution of massive galaxies.
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。
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 $_{\rm{Lyα},z\approx2.3}= 3…
A search for dust and molecular gas in enormous Ly$α$ nebulae at $z\approx 2$
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…
A Multiwavelength Study of ELAN Environments (AMUSE$^2$): Detection of a dusty star-forming galaxy within the enormous Lyman $α$ nebula at $z=2.3$ sheds light on its origin
我们在$z=2.28$对射电宁静类星体UM 287及其周围进行ALMA观测。UM 287与一个伴星一起被认为在为周围巨大的Ly $α$星云（ELAN）提供动力方面发挥了重要作用，该星云被称为Slug ELAN，其端到端大小为450物理kpc。除了类星体，我们还探测到一个新的尘埃恒星形成星系（DSFG），被称为鼻涕虫DSFG，在2毫米连续谱中具有与CO（4-3）一致的单一发射线。段塞-DSFG位于距离UM 287东南100 kpc的投影距离处，相对于UM 287，系统速度差为$-360\pm30$ km s $^{-1}$，这表明它可能是段塞ELAN的动力来源。仔细模拟的SED和动力学分析发现，Slug-DSFG和UM 287出现低的气体分数和气尘比，这表明由于主机质量晕的环境效应。此外，我们的凯克长缝光谱揭示了来自Slug-DSFG的显著的Ly $α$发射，以及Ly $α$尾部，该尾部开始于Slug-DSFG的位置和速度，并向南延伸，预计长度约为100 kpc。支持各种分析估计，我们建议，Ly PDMATHAMN尾巴是一个结果的蛞蝓DSFG经历冲压压力剥离。被剥离的气体质量估计约为10 $^9$ M $_\odot$，这有助于形成致密的暖/冷气体储层，据信这有助于为Ly $α$的异常亮度提供动力。
Resolving the physics of Quasar Ly$α$ Nebulae (RePhyNe): II. The dense and clumpy CGM of Quasars at $z \sim$ 3.5
Università degli Studi di Milano-Bicocca（米兰比可卡大学）；INAF – Osservatorio Astronomico di Trieste（意大利国家天体物理研究所的里雅斯特天文台）；Leiden University（莱顿大学）；University of Groningen（格罗宁根大学）；New York University Abu Dhabi（纽约大学阿布扎比分校）；Università degli Studi dell’Insubria（因斯布鲁克大学）；INFN, Sezione di Milano-Bicocca（意大利国家核物理研究所米兰比可卡分部）
ALMA visits the QSO MUSEUM: Connecting molecular gas and the cool circumgalactic medium around 37 $z\sim3$ quasars
Max-Planck-Institut für Astrophysik（马克斯·普朗克天体物理学研究所）；Max-Planck-Institut für Astronomie（马克斯·普朗克天文学研究所）；Academia Sinica Institute of Astronomy and Astrophysics (ASIAA)（中央研究院天文及天文物理研究所）；Universität Heidelberg, Interdisziplinäres Zentrum für Wissenschaftliches Rechnen (IWR)（海德堡大学跨学科科学计算中心）；Universität Heidelberg, Zentrum für Astronomie, Institut für Theoretische Astrophysik（海德堡大学天文学中心理论天体物理研究所）；Institut de Radioastronomie Millimétrique (IRAM)（毫米波射电天文研究所）
J-PAS: Discovery of RaJav, a bright spatially extended Ly$α$ Nebula at z=2.25
Key Laboratory for Research in Galaxies and Cosmology, Shanghai Astronomical Observatory, CAS（中国科学院上海天文台星系与宇宙学重点实验室）；Instituto de Física de Cantabria（坎塔布里亚物理研究所）；Donostia International Physics Centre（圣塞巴斯蒂安国际物理中心）；Ikerbasque, Basque Foundation for Science（伊克拉巴斯科，巴斯克科学基金会）；Instruments4（Instruments4公司）
A Multiwavelength Study of ELAN Environments (AMUSE$^2$). Mass budget, satellites spin alignment and gas infall in a massive $z\sim3$ quasar host halo
系统地瞄准高红移类星体周围的扩展Ly $α$辐射导致发现了与多个活动星系核（AGN）相关的罕见而明亮的巨大Ly $α$星云（ELANe）。我们在这里启动了“ELAN环境的多波长研究”（AMUSE $^2$），重点关注$z\sim3$类星体SDSS J1040+1020（又名）周围的ELAN。神话般的伊兰我们报告了VLT/HAWK-I、APEX/LABOCA、JCMT/SCUBA-2、SMA/850 $μ$ m、ALMA/CO（5-4）和2 mm观测结果，并将它们与先前发表的VLT/MUSE数据进行了比较。通过连续谱和谱线探测，可以初步估计与ELAN有关的四个天体（三个活动星系核和一个Ly $α$发射体）的恒星形成率、尘埃、恒星和分子气体质量，从而确认类星体宿主是系统中最具恒星形成能力的（${\rm SFR}\sim500$ M $_\odot$ Y $^{-1}$）和大质量星系（$M_{\rm star}\sim10^{11}$ M $_{\odot}$），因此可以假定为中心星系。所有四个嵌入对象具有相似的分子气藏（$M_{\rm H_2}\sim10^{10}$ M $_{\odot}$），导致短的耗尽时间尺度。这一事实加上估计的暗物质晕总质量$M_{\rm DM}=(0.8-2)\times10^{13}$ M $_{\odot}$，意味着这个ELAN将演化成一个巨大的椭圆星系…
