Two Modes of LyC Escape From Bursty Star Formation: Implications for [C II] Deficits and the Sources of Reionization
我们使用SPHINXPDMATHABMM宇宙辐射流体动力学模拟来研究莱曼连续统(LyC)光子如何从星系中逃逸以及这种逃逸的观测特征。我们定义了两类LyC泄漏者:突发泄漏者和残余泄漏者,基于它们的恒星形成率(SFR),平均超过1000万年(SFR $_{10}$)或10000万年(SFR $_{100}$)。两者都有$f_{\rm esc}>20\%$,并经历了恒星形成的极端爆发,但爆发泄密者有${\rm SFR_{10}>SFR_{100}}$,而残余泄密者有${\rm SFR_{10}<SFR_{100}}$。这些爆发中的最大SFR通常是爆发前星系SFR的$\sim100$倍,这是一般高红移星系中罕见的$2σ$异常值。爆漏星云在性质上类似于电离带洞星云,表现出高电离参数和典型的HII区气体密度。残余泄漏显示出密度有界星云的特性,具有正常的电离参数,但HII区的密度要低得多。两种类型的泄漏者在[CII]-SFR $_{100}$关系上均表现出[CII] $_{\rm 158μm}$缺陷,而当使用SFR $_{10}$时,只有突发泄漏者表现出缺陷。我们预测,[CII]光度和SFR指标,如H $α$和M $_{\rm 1500Å}$可以结合起来,以确定两种类型的LyC泄漏和光子逃逸的模式。这些预测可以用已知$z=3-4$ LyC泄漏者的[CII]观测来测试。最后,我们表明,泄漏与$f_…
2022-10-17 astro-ph.GA
Spectral Signatures of Population III and Envelope-stripped Stars in Galaxies at the Epoch of Reionization
虽然大多数对再电离时代的模拟都集中在恒星形成矮星系中的单恒星星族,但预计双星演化的产物将对氢电离光子的排放做出重大贡献。在这些产物中,有剥离星(或氦星),它们的外壳从与双伴星的相互作用中剥离,留下暴露的氦核心。以前的工作表明,这些剥离的恒星可以主导高红移低光度星系的LyC光子输出。早期宇宙中的其他硬辐射源包括零金属丰度的第三族恒星,它们可能与辐射主要由剥离恒星辐射的星系具有类似的SED性质。在这里,我们使用两个指标(幂律指数在波长间隔240-500,600-900,和1200-2000,和FUV波长的总光度比LyC波长)比较模拟星系的SED只有单一的恒星演化,星系包含剥离的恒星,星系包含第III族恒星,四个不同的IMF。我们发现,剥离的恒星显着改变星系的LyC范围内的SEDs在再电离的时代。存在剥离恒星的星系中的SED在LyC范围内具有较低的幂律指数,并且FUV与LyC的光度比也较低。这些SED的差异存在于所有被考虑的光度($M_{UV} > -15$,AB系统),并且在较低光度的星系中最为明显。我们还发现,与剥离的恒星和Pop III星的星系的SED是彼此不同的所有测试的IMF。
2021-08-10 astro-ph.GA
Challenging the LyC-Ly$α$ relation: strong Ly$α$ emitters without LyC leakage at z $\sim$ 2.3
本文通过研究z~2.3处七个强Lyα发射的引力透镜星系,发现其LyC逃逸分数低于13%,挑战了Lyα作为再电离时期LyC逃逸间接指标的有效性。
2025-05-07 astro-ph.GA
The LyA-LyC Connection: Evidence for an Enhanced Contribution of UV-faint Galaxies to Cosmic Reionization
电离Lyman连续谱(LyC)光子的逃逸需要低NHI视线的存在,低NHI视线也促进Lyman-Alpha(Lya)光子的逃逸。我们通过Gronke & Dijkstra(2016)的尘埃、块状星际(“多相”)介质模型使用一套2500 Lya蒙特卡罗辐射转移模拟,并比较Lya [f_esc(Lya)]和LyC的逸出分数辐射[f_esc(LyC)]。我们发现fesc(LyC)和fesc(Lya)是相关的:具有低fesc(Lya)的星系始终具有低fesc(LyC),而具有高fesc(Lya)的星系表现出大的fesc(LyC)色散。我们认为,有越来越多的观测证据表明,Lya更容易逃离紫外线微弱的星系。f_esc(LyC)和f_esc(Lya)之间的相关性意味着,紫外微弱星系的电离背景比暗示的紫外光度函数的暗端斜率。在多相气体中,电离逃逸分数受云覆盖因子f_cl的影响最大,这意味着f_esc(LyC)与观测到的Lya谱线形状密切相关。具体来说,LyC发射星系通常具有更窄,更对称的线轮廓。这种预测在性质上类似于“壳模型”。
2016-07-15 astro-ph.CO astro-ph.GA
Physically motivated modeling of LyC escape fraction during reionization
本研究使用解析后处理方法分析高红移星系的LyC逃逸分数,发现其双峰性质与金属丰度和质量相关,并提出了基于恒星质量、气体质量和红移的逃逸分数解析拟合公式,为未来研究提供亚网格建模工具。
2024-12-05 astro-ph.GA
Introducing SPHINX-MHD: The Impact of Primordial Magnetic Fields on the First Galaxies, Reionization, and the Global 21cm Signal
我们目前的第一个结果SPHINX-MHD,一套宇宙学辐射磁流体动力学模拟研究的影响,原始磁场(PMFs)对星系的形成和星系际介质的演化在再电离的时代。该模拟是第一个采用多频,在飞行中的辐射传输和约束运输理想磁流体在宇宙学的背景下,同时模拟再电离的非均匀过程以及PMFs的增长。我们运行一系列的$(5\,\text{cMpc})^3$宇宙学体积,改变种子磁场的强度($B_0$)和它的光谱指数($n_B$)。我们发现,PMF有$n_B > -0.562\log_{10}\left(\frac{B_0}{1{\rm n}G}\right) - 3.35$产生的电子光学深度($τ_e$)是不符合CMB的限制,由于不切实际的早期崩溃的低质量矮星系。对于$n_B\geq-2.9$,我们的约束比普朗克的$\sim{\rm n}G$约束严格得多。不满足我们的约束条件的PMF对再电离历史或UV光度函数的形状几乎没有影响。同样,检测Lya森林由于PMF的变化将是具有挑战性的,因为光电离和光加热有效地平滑了密度场。然而,我们发现,在全球21厘米信号的第一个吸收功能是一个敏感的指标的PMF的属性,即使是那些满足我们的$τ_e$约束。此外,强保偏光纤可以使LyC光子的逃逸量增加25%,并使星系的有效半径缩小$\sim44\%$,从而增加星系巡天的完整性。最后,我们的模拟表明,调查的震级限制为${\rm M_{…
2021-07-22 astro-ph.CO astro-ph.GA
New Methods for Identifying Lyman Continuum Leakers and Reionization-Epoch Analogues
识别发射莱曼连续辐射(LyC泄漏)的低红移星系是研究再电离时期星系形成的主要间接方法之一。然而,不仅证明了识别这样的系统是具有挑战性的,而且还不确定低红移LyC泄漏者是否是宇宙再电离源的真正“类似物”。在这里,我们使用高分辨率的宇宙学辐射流体动力学模拟,以检查是否模拟星系在再电离时代共享类似的发射线特性观测到的LyC泄漏在$z\sim3$和$z\sim0$。我们发现具有高LyC逃逸分数($f_{\rm esc}$)的模拟星系通常表现出高O32,并且与$z\sim3$ LyC泄漏者填充在R23-O32平面的相同区域。然而,我们发现,视角,金属丰度和电离参数都可以影响星系在O32- $f_{\rm esc}$平面上的位置。基于发射线诊断以及它们与$f_{\rm esc}$的相关性,$z\sim3$的低金属量LyC泄漏者似乎是再电离时代星系的良好类似物。相比之下,本地[SII]-缺乏星系不重叠的模拟高红移LyC泄漏的SII-BPT图;然而,这种诊断可能仍然是有用的识别泄漏。我们使用我们的模拟星系来开发多种新的诊断方法,以使用IR和星云发射线来识别LyC泄漏。我们表明,我们的模型只使用[CII] $_{\rm 158μm}$和[OIII] $_{\rm 88μm}$可以识别潜在的泄漏从非泄漏从本地矮星系调查。最后,我们将此诊断应用于已知的高红移星系,并发现在$z=9.1$的MACS 114…
2020-08-05 astro-ph.CO astro-ph.GA
Semi-analytic forecasts for JWST -- IV. Implications for cosmic reionization and LyC escape fraction
在低质量晕中形成的星系束被认为是大爆炸后最初10亿年内宇宙再电离的主要原因。然而,这些晕在附近宇宙中形成恒星的效率极低。在这项工作中,我们解决这个明显的紧张局势,并询问是否物理动机模型的星系形成,再现了观测到的丰富的微弱星系在附近的宇宙也是一致的再电离历史上的观测约束。通过接口的圣克鲁斯半解析模型的星系形成与分析再电离模型,我们构建了一个计算效率高的管道,连接“地面水平”的星系形成物理学的“顶级”宇宙尺度观测。根据预测到$z=15$的星系群的光度特性,我们计算了星系际氢的再电离历史。我们量化的三个简并量,影响总的电离光子预算,包括星系的丰度,电离光子的内在生产率,和LyC逃逸分数。我们探索这些数量之间的协方差使用马尔可夫链蒙特卡罗方法。我们发现,我们的本地校准的模型是一致的,与所有目前可用的约束条件的再电离历史,合理的假设下的LyC逃逸分数。我们量化了不同光度的星系贡献的电离光子的比例,发现JWST NIRCam宽和深调查中预计将被检测到的星系负责产生整个EoR的电离光子的$\sim 40$ - $80\%$。这项工作中提出的所有结果都可以在https://www.simonsfoundation.org/semi-analytic-forecasts-for-jwst/上获得。
2020-06-18 astro-ph.CO astro-ph.GA
A Low Lyman Continuum Escape Fraction of $<10\%$ for Extreme [OIII] Emitters in an Overdensity at z$\sim3.5$
最近的研究表明,极端的[OIII]发射恒星的星系对再电离很重要。相关地,当不透明的IGM使得LyC光子不可观测时,[OIII]/[OII]已经被提出作为在$z\gtrsim4.5$处的莱曼连续统(LyC)逃逸分数($f_{esc}$)的间接估计。使用深档案U-波段(VLT/VIMOS)成像最近确认的高密度在$z\sim3.5$,我们计算严格的约束$f_{esc}$的样品(N=73)占主导地位的极端[OIII]发射器。在我们的样品(1 $σ$时为31.98 mag)的深U波段叠层中,我们没有发现莱曼连续谱信号($1σ$时为$f_{esc}^{rel} < 6.3^{+0.7}_{-0.7} \%$)。这一限制与最近对跨越$z\sim1-4$的恒星形成星系的研究一致,这些研究发现了非常低的平均$f_{esc}$。尽管我们研究中的星系平均静止坐标EW从复合SED-拟合的[OIII] $\lambda5007$)$\sim400Å$和[OIII]/[OII] $\sim 4$,我们发现没有LyC检测,这引起了对[OIII]/[OII]作为LyC的有效探针的潜力的质疑-大多数LyC发射体具有[OIII]/[OII] $>3$,但是我们在此确定[OIII]/[OII] $>3$不能保证群体的显著LyC泄漏。由于即使是极端的恒星形成星系也无法产生大多数恒星形成星系理论计算所需的$f_{esc}\…
2018-04-18 astro-ph.GA
The Low-redshift Lyman-continuum Survey: [S II]-deficiency and the leakage of ionizing radiation
星系特征和宇宙再电离之间的关系仍然难以捉摸,主要是由于在这些红移处访问莱曼连续谱(LyC)的观测困难。因此,重要的是要确定低红移的LyC泄漏星系,可以用作实验室来研究允许LyC光子逃逸的物理过程。相对于典型的恒星形成星系,[S II]星云发射线的弱点已被提出作为LyC预测。在本文中,我们表明,[S II]-不足是一种有效的方法来选择LyC泄漏的候选人使用的数据从低红移LyC调查,其中检测到流量低于莱曼边缘的35个恒星形成星系的宇宙起源光谱仪船上的哈勃太空望远镜。我们发现,LyC泄漏往往是更多的[S II]-缺陷,其检测的分数增加[S II]-缺陷变得更加突出。相关性研究表明,[S II]-缺陷补充了其他LyC诊断(如强Lyman- $α$发射和高[O III]/[O II])。我们的研究结果验证了一个额外的技术,再电离时代的星系可以进行研究。
2021-07-22 astro-ph.GA
AGN ruled out as the dominant source of cosmic reionization
利用JWST数据构建高完备性样本并分解点源,得出AGN对再电离LyC光子贡献上限为三分之一,从而排除AGN为再电离主导源,确认星系主导。
2025-10-08 astro-ph.GA
A Census of the LyC Photons that Form the UV Background During Reionization
我们提出了一种新的,在飞行中的光子通量和吸收示踪剂算法,旨在直接测量不同的源人口的metagalactic紫外线背景和电离部分的气体在宇宙中的贡献。我们使用一套多频辐射流体动力学模拟,仔细校准重现一个现实的再电离历史和星系属性在$z \ge 6$,解开不同质量晕和恒星发射的光子的贡献不同的金属和年龄的紫外线背景再电离。虽然在非常早期的宇宙时期,低质量的贫金属晕提供了大部分的LyC光子,但它们的贡献随着时间的推移而稳步下降。在$z = 6$,大质量系统(${\rm M_{halo}}/{\rm M_\odot} > 10^{10} \, {\rm h ^{-1}}$)和富金属恒星($10^{-3} < Z/Z_{\rm \odot} < 10^{-1.5}$)发射的光子对电离紫外背景的贡献最大。我们证明,有很大的变化,逃逸分数取决于源,逃逸分数最高($\sim 45-60\%$)的光子发射的最古老的恒星,穿透到IGM通过低不透明度的通道雕刻的电离光子和超新星从年轻的恒星。在HII区域开始重叠之前,光电离率在不同的孤立的HII气泡之间强烈波动,这取决于嵌入的电离源,我们认为这可能会导致矮星系性质的空间变化。
2018-05-31 astro-ph.CO astro-ph.GA
The interstellar medium conditions of a strong Lya emitter at z = 8.279 revealed by JWST: a robust LyC leaker candidate at the Epoch of Reionization
该研究利用JWST数据分析z=8.279的强莱曼α发射体GN-z8-LAE,发现其为低恒星质量年轻星系,莱曼连续谱逃逸分数大于14%,是再电离纪元的稳健莱曼连续谱泄漏候选体。
2024-07-19 astro-ph.GA
A negligible contribution of two luminous $z$ ~ 7.5 galaxies to the ionizing photon budget of reionization
本文通过Mg II双线间接约束z~7.5处两个明亮星系GN 42912-NE和GN 42912-SW的电离光子逃逸分数,得到8.5%和14%的保守上限,表明它们对再电离纪元电离光子预算的贡献较小。
2025-05-08 astro-ph.GA
Closing in on the sources of cosmic reionization: first results from the GLASS-JWST program
本研究利用JWST-NIRSpec与NIRCam观测29个$z=4.5$–8的引力透镜星系,依据低红移LyC泄漏体指标推断其逃逸分数,发现多数可能为泄漏体并对宇宙再电离贡献显著。
2023-02-23 astro-ph.GA
Tracing Lyman-alpha and Lyman Continuum Escape in Galaxies with Mg II Emission
恒星形成星系被认为是最有可能的H I电离莱曼连续统(LyC)光子的来源,这些光子在高红移下使星系际介质再电离。然而,在z >~ 6以上,中性的星系际介质阻止了对LyC的直接观测。因此,近年来已经看到了LyC的间接指标的发展,这些指标可以在较低的红移下进行校准,并应用于再电离时代。来自Mg II \ly \ly 2796、2803双重峰的发射已被提出作为有希望的LyC替代物。在本文中,我们提出了新的哈勃太空望远镜/宇宙起源光谱仪观测8 LyC发射体候选人,选择具有强Mg II发射线。我们在50%(4/8)的星系中安全地检测到LyC发射,具有2 $σ$显著性。这种高检测率表明,强Mg II发射体可能比没有强Mg II的类似星系更容易泄漏LyC。利用光电离模型,我们限制逃逸分数的Mg II为~ 15 - 60%。我们证实,逃逸分数的Mg II与莱曼α(LyA),我们解释为一个指示,这两个物种的逃逸分数是由共振散射控制在同一个低柱密度气体密切相关。此外,我们表明,镁II排放和尘埃衰减的组合可以用来估计逃逸分数的LyC统计。这些发现证实了Mg II发射可以用来估计本地恒星形成星系中LyA和LyC的逃逸分数,并可能作为一个有用的间接指标在再电离时代。
2022-05-23 astro-ph.GA
Definitive upper bound on the negligible contribution of quasars to cosmic reionization
宇宙(氢)再电离标志着宇宙在红移z >= 6时的主要相变之一。在这一时期,星系际介质(IGM)中的氢原子被莱曼连续谱(LyC)光子电离。然而,它仍然具有挑战性,以确定负责再电离的LyC光子的主要来源。特别是,类星体(或活动星系核,AGN)和星系的单独贡献仍在争论中。在这里,我们构造了z >= 6的1型类星体的远紫外(far-UV)光度函数,跨度为10个星等(-19 < M_UV < -29),最终表明类星体对再电离的贡献可以忽略不计。我们主要寻找M_UV > -23等的低光度范围内的类星体,这对于确定类星体的总LyC光子产生至关重要,但以前几乎没有探索过。我们发现,类星体人口只能提供不到7%(95%的置信水平)的总光子需要保持宇宙电离在z = 6.0 - 6.6。我们的结果表明,星系,大概是低光度恒星形成系统,是氢再电离的主要来源。
2022-06-15 astro-ph.CO astro-ph.GA
Diversity in Lyman Continuum Escape at $z\sim0.3$ Revealed by WISE Infrared Observations
Shanghai Astronomical Observatory, Chinese Academy of Sciences(中国科学院上海天文台);University of Chinese Academy of Sciences(中国科学院大学)
利用WISE数据研究本地恒星形成星系样本中的莱曼连续谱(LyC)泄漏情况,对比红外探测与未探测子样本,发现LyC泄漏存在多样性,两类泄漏星系逃逸机制或不同,尘埃星系对再电离光子预算贡献可观。
2026-10-22 astro-ph.GA
The Lyman-Continuum Photon Production Efficiency xi_{ion} of z~4-5 Galaxies from IRAC-based Halpha Measurements: Implications for the Escape Fraction and Cosmic Reionization
银河系是驱动宇宙再电离的首选候选源之一。即使在绘制星系紫外线光度密度到z>6的地图方面取得了进展,关于转换到隐含的电离发射率仍然存在重大的不确定性。相关的未知数是莱曼连续谱(LyC)光子产生效率xi_{ion}和逃逸分数f_{esc}。正如我们在这里所展示的,这些未知数中的第一个在z=4-5星系中是可以直接测量的,这是基于Halpha线对观测到的IRAC通量的影响。通过计算一个LyC光子产生率从隐含的H α光度为广泛的选择z=4-5星系,并比较这与尘埃校正的紫外连续光度,我们提供了有史以来第一次直接估计的LyC光子产生效率xi_{ion}的z>~4星系人口。采用Calzetti和SMC尘埃定律,我们发现亚L * z=4-5星系的log_{10} xi_{ion} /[Hz/ergs]的平均值分别为25.27_{-0.03}^{+0.03}和25.34_{-0.02}^{+0.02}。令人放心的是,这两个值都与再电离模型中标准假设的xi_{ion}一致,采用SMC尘埃定律时,稍微倾向于更高的xi_{ion}(约0. 1 dex)。如果电离光子的逃逸分数不为零,并且星系在z~4.4处主导电离发射率,则这些估计值将适度增加~0.03-dex。在我们的样本中,最蓝的星系(β <-2.3)的xi_{ion}值很高(~25.5-25.8 dex),与尘埃定律无关,与z=7.045星系的结果一致…
2016-06-01 astro-ph.GA
Lyman continuum observations across cosmic time: recent developments, future requirements
对于天体物理学来说,量化允许在911.7 ° C氢电离边缘附近发射的辐射逃离第一个坍缩物体并最终重新形成宇宙的物理条件是一个引人注目的问题。恒星形成星系和活动星系核的LyC辐射逃逸与贯穿宇宙至今的元星系电离背景的出现和维持密切相关,反过来又与所有时代的结构出现密切相关。JWST的建造部分是为了寻找导致再电离的源,但它不能直接观测LyC逃逸,因为星系际介质的平均透射率在再电离时期逐渐增加。迄今为止,使用天基和地基天文台直接探测恒星形成星系泄漏的LyC已经取得了显着的进展,但我们对这一现象的红移覆盖范围仍然存在显着的差距。正在进行的项目,以衡量在低和中等z的LyC逃逸将提供指导JWST的调查,通过分析一组拟议的LyC逃逸代理的鲁棒性,也提供了一个特写检查的物理条件,有利于LyC逃逸。然而,目前可用的设施不足以深入探测星系光度函数暗端的LyC逃逸。要做到这一点,将需要能够在静止坐标系中探测到LyC发射的设施,以限制$M^*_{(1+z)1500}$星系接近28 $< m^*_{(1+z)900} <$ 32的星等。获取统计上稳健的样本以确定整个宇宙时间的LyC光度函数的目标将需要来自天基旗舰级和地基ELT级望远镜的多目标光谱学,以及从远紫外到中红外的辅助全色成像和光谱学。
2019-05-27 astro-ph.GA
Deciphering spatially resolved Lyman-alpha profiles in reionization analogs: the Sunburst Arc at cosmic noon
本文利用强引力透镜的高空间分辨率研究z~2.37日爆弧星系中Lya谱线轮廓与LyC泄漏的关系,结合机器学习仿真方法,揭示直接逃逸Lya光子来自约1 kpc的温暖电离介质,而LyC泄漏局限于约200 pc区域。
2025-04-07 astro-ph.GA
Multivariate Predictors of LyC Escape II: Predicting LyC Escape Fractions for High-Redshift Galaxies
本研究基于低红移莱曼连续谱巡天数据,利用Cox比例风险模型构建多变量LyC逃逸分数预测方法,验证了高低红移LyC发射体性质相似,并将其应用于高红移星系,给出不同样本的逃逸分数预测结果及相关参数。
2024-09-16 astro-ph.GA
MAMMOTH-LyC: Investigating the Role of Galaxy Mergers in a Strong Lyman Continuum Leaker at $z=2.39$
National Astronomical Observatories, Chinese Academy of Sciences(中国科学院国家天文台);School of Astronomy and Space Science, University of Chinese Academy of Sciences (UCAS)(中国科学院大学天文与空间科学学院);Institute for Frontiers in Astronomy and Astrophysics, Beijing Normal University(北京师范大学天体物理前沿研究院);Department of Physics and Astronomy, University of California, Los Angeles(加州大学洛杉矶分校物理与天文学系);Infrared Processing and Analysis Center, Caltech(加州理工学院红外处理与分析中心);Centre for Astrophysics and Supercomputing, Swinburne University of Technology(斯威本科技大学天体物理学与超级计算中心)
MAMMOTH-LyC调查发现红移2.39的强Lyman连续谱泄漏体,揭示合并驱动的恒星爆发系统对宇宙再电离的作用
2026-10-21 astro-ph.GA
The Great Escape: Understanding the Connection Between Ly$α$ Emission and LyC Escape in Simulated JWST Analogues
本研究利用SPHINX²⁰模拟的高红移星系模拟光谱,探究Lyα发射特征与LyC逃逸分数的关联,明确了不同Lyα特征对LyC泄漏的诊断能力,为再电离时期LyC逃逸研究提供了观测依据。
2024-06-24 astro-ph.GA
The Sphinx Public Data Release: Forward Modelling High-Redshift JWST Observations with Cosmological Radiation Hydrodynamics Simulations
本文发布 Sphinx$^{20}$ 宇宙学辐射流体动力学模拟数据集,通过前向建模生成约 14,000 张高红移星系模拟图像与光谱,为 JWST 再电离时期观测提供解释与约束。
2023-12-03 astro-ph.CO astro-ph.GA
Cosmic Reionization After Planck and Before JWST: An Analytic Approach
宇宙氢的再电离标志着宇宙结构形成历史上的一个关键时刻。在这里,我们提出了一个新的制定标准再电离方程的体积平均HII分数的演变,这是更符合公认的概念模型的不均匀星系际吸收。修订后的方程保留了经典计算的基本术语和简单性,但明确说明了光学厚“莱曼极限系统”的存在,已知该系统用于确定重叠后电离辐射的平均自由程。该方程的积分通过平滑地将这种过程的重叠前阶段与重叠后阶段联系起来,提供了再电离时间的更好表征。我们确认的有效性的准瞬时近似的预测再电离完成/维护,并讨论了新的见解宇宙再电离的来源,使用改进的形式主义。一个恒定的发射率到星系际介质(IGM)的3莱曼连续(LyC)光子每原子每陀螺仪导致再电离的历史,这是一致的一些观测约束的电离态的z=5-9宇宙和减少汤姆逊散射光学厚度最近报告的普朗克合作。虽然恒星形成星系可以主导再电离过程,如果逃逸到IGM的LyC光子的光度加权分数f_esc超过15%(对于M_lim=-13的星系UV光度函数的微弱星等截止值和xi_ion=10^{25.3} Hz/erg的每单位1500 AA光度的LyC光子产额,两个未知量f_esc_xi_ion的乘积不随红移而变化的简单模型不能再现在这些时期观察到的IGM的中性变化。
2017-10-20 astro-ph.CO astro-ph.GA
A Cautionary Tale of LyC Escape Fraction Estimates from High Redshift Galaxies
测量电离莱曼连续统(LyC)辐射的逃逸分数$f_{\rm esc}$是我们理解宇宙再电离过程的关键。在本文中,我们提供了一种方法来恢复后验概率分布的LyC逃逸分数,$f_{\rm esc}^{\rm PDF}$,考虑到观测的不确定性和合奏的模拟传输函数通过星系际介质(IGM)。我们提出了一个例子,这种方法适用于一个VUDS星系在$z=3.64$和发现$f_{\rm esc}^{\rm PDF}$ = 0.51 $^{+0.33}_{-0.34}$,并比较这一计算值假设平均IGM传输与不考虑沿平均视线产生$f_{\rm esc}^{\langle T \rangle}$的检测偏差= 1.40 $^{+0.80}_{-0.42}$,和$f_{\rm esc}^{\rm bias}$ = 0.82 $^{+0.33}_{-0.16}$。我们的研究结果突出了假设平均,平滑的传输函数的方法的局限性。我们还提出了MOSFIRE数据的一个样本的七个LyC候选人选择的基础上光度红移在$z > 3.4$,但发现所有七个高估了光度红移的$Δz \sim 0.2$使他们不适合LyC测量。这一结果可能是由于我们的选择标准引起的偏倚。
2022-02-06 astro-ph.GA
Tidally offset neutral gas in Lyman continuum emitting galaxy Haro 11
本研究通过21厘米谱线成像邻近再电离类比星系Haro 11,发现并合相互作用使中性氢整体偏移星系中心约6千秒差距,揭示了星系相互作用可同时提升莱曼连续谱产生量并推动其逃逸,为理解宇宙再电离机制提供新依据。
2023-12-19 astro-ph.CO astro-ph.GA
CLASSY VII Lyα Profiles: The Structure and Kinematics of Neutral Gas and Implications for LyC Escape in Reionization-Era Analogs
本文分析了CLASSY样本的Lyα谱线轮廓,通过分别拟合DLA和Lyα发射轮廓揭示了非均匀ISM结构,并利用峰间距与不对称性诊断图成功识别出6个LyC泄漏星系。
2023-07-29 astro-ph.GA
Haro 11: The Spatially Resolved Lyman Continuum Sources
本文利用 HST/COS 对 Haro 11 三个恒星形成结进行空间分辨观测,发现 LyC 来自结 B 和 C,并揭示内禀电离光度、气体覆盖和 ULXs 对 LyC 逃逸的共同影响。
2024-04-01 astro-ph.GA
Ly$α$-Lyman Continuum connection in 3.5 < z < 4.3 star-forming galaxies from the VUDS survey
为了确定负责宇宙再电离的星系,我们必须依靠对z<5恒星形成星系的莱曼连续统(LyC)性质的研究,在那里我们仍然可以直接观察到它们的电离辐射。我们从Vimos超深巡天中选取了201个恒星形成星系的样本,这些星系位于3.5<<4.3 to explore the validity of some of the proposed indirect indicators of LyC radiation. We created subsamples of galaxies with EWLya>z70 ° C,Lya(ext)<5.7kpc,rUV<0.3kpc,|德亚|<200 km/s,将每个子样本中的所有星系堆叠起来,并测量了通量密度比fnu(895)/fnu(1470),我们认为这是LyC发射的代理。我们将这些比率与互补样品的比率进行了比较。我们发现,与理论研究和以前的观测工作相一致,具有UV紧凑(rUV<0.3kpc)和明亮Lya发射(EWLya> 70 μ m)的星系堆与其他星系相比具有更高的LyC通量。我们还发现,低Lya(ext)的星系有最高的LyC通量:这种新的相关性似乎比高EWLya和小rUV的相关性更强。这些结果假设来自所有子样本的堆叠呈现来自较低红移的闯入者的相同统计污染。如果我们从专门的蒙特卡罗模拟获得的低红移闯入者中减去统计污…
2018-01-26 astro-ph.GA
MgII in the JWST Era: a Probe of Lyman Continuum Escape?
有限的约束条件的演变莱曼连续(LyC)逃逸分数代表的主要不确定性之一,在理论上确定的再电离历史。由于星系际介质(IGM)的介入,在再电离时期直接观测LyC光子的可能性非常小。由于这个原因,已经鉴定了多种LyC逃逸的间接探针,其中一些用于鉴定低红移LyC泄漏物(例如O32),而其他探针主要用于$z>6$(例如[OIII]/[CII]远红外发射)。在2796 $\dot{\rm A}$和2803 $\dot{\rm A}$处的共振MgII双峰发射的通量比以及MgII光学深度最近被提出作为可以在具有JWST的$z>6$处采用的LyC泄漏的理想诊断。使用国家的最先进的宇宙学辐射流体动力学模拟后处理的云和共振线辐射转移,我们测试是否镁II确实是一个有用的探针LyC泄漏。我们的模拟表明,大多数明亮的,恒星形成的星系与高LyC逃逸分数预计将是镁II发射器,而不是吸收器在$z=6$。然而,我们发现,MgII的双重通量比是一个更敏感的指标,而不是中性氢的尘埃,限制其使用作为一个LyC泄漏指标,只有在光学薄制度的星系。鉴于其共振性质,我们表明,镁II将是一个令人兴奋的探测高红移星系在即将到来的JWST观测复杂的运动学。
2022-05-23 astro-ph.CO astro-ph.GA
Lyman Radiation Hydrodynamics of Turbulent H II Regions in Molecular Clouds: A Physical Origin of LyC Leakage and the Associated Ly$α$ Spectra
我们研究莱曼连续体(LyC)泄漏通过H II区域调节的湍流和辐射反馈在一个巨大的分子云的背景下,完全耦合的辐射流体力学(RHD)。用RAMSES-RT进行的一系列RHD湍流模拟研究了LyC逃逸与H I覆盖分数、运动学、光谱硬度和出现的Lyman- $α$(Ly $α$)线轮廓的物理关系。的LyC光子逃逸,通过双折射产生的低柱密度通道,这是有效地疏散辐射反馈通过光热诱导的冲击横跨D型电离前沿。Ly $α$光子沿着LyC逃逸的路径通过光电离通道漏斗,导致不同的Ly $α$光谱形态,包括窄的双峰轮廓。Ly $α$峰分离由通道的残余H I柱密度控制,并且线不对称性与H II区域的孔隙度和多相结构相关。这种机制通过湍流H Ⅱ区可以自然地再现某些LyC泄漏星系的观测到的Ly $α$光谱特征。这个RHD的双折射起源提供了一个有吸引力的假设,可以解释在本地宇宙中发现的非常年轻的($\sim3$ Myr)恒星形成星系的高LyC泄漏,而不需要极端的星系流出或超新星反馈。我们讨论了其他星云的发射线和可能的观测测试与麦哲伦星系和本地蓝色紧凑矮星系的再电离时代系统的类似物的湍流H II区域的影响。
2019-05-07 astro-ph.GA
Lyman Continuum Leakers at $z>3$ in the GOODS-S Field: Mergers Dominated
该研究利用HST和JWST高分辨率数据,发现GOODS-S场红移3到4.5间的23个LyC泄漏源多为并合星系,结合主序源的并合特征,揭示并合与星暴均能促进LyC光子逃逸,并解释了高低红移泄漏源尺度差异的观测偏差原因。
2024-12-11 astro-ph.GA
How to Quench a Dwarf Galaxy: The Impact of Inhomogeneous Reionization on Dwarf Galaxies and Cosmic Filaments
我们使用SPHINX套件的高分辨率宇宙辐射流体动力学模拟研究如何在空间和时间上不均匀的再电离影响的重子内容的矮星系和宇宙细丝。SPHINX模拟同时模拟了非均匀再电离,遵循从数千个星系中逃逸的电离辐射,并解决了远低于原子冷却阈值的晕。这使它们成为研究再电离如何影响恒星形成和矮星系气体含量的理想工具。我们比较模拟和没有恒星辐射隔离的辐射反馈的影响,超新星,宇宙膨胀,和数值分辨率。我们发现,宇宙细丝的气体含量可以减少80%以上的再电离。气体流入率与$M_{vir}<10^8M_{\odot}$的晕强烈的影响,并减少了一个数量级以上的模拟相比,没有再电离。晕质量$M_{vir}<7\times10^7M_{\odot}$的气体流出率显着增加。我们的模拟结果表明,流入抑制,而不是光蒸发,是占主导地位的机制,高红移矮星系的重子含量的调节。在固定的红移和晕质量,有一个大的散射在晕重子分数,这是完全由在周围的一个晕,可以改变$Δz>3$在固定的质量的局部区域的再电离的时间决定。最后,虽然高红移矮星系的气体含量受到再电离的显著影响,但我们发现大多数具有$M_{vir}<10^8M_{\odot}$的晕在再电离后很长时间内仍能保持自屏蔽并形成恒星,直到它们的本地气体库耗尽,这表明本星系群矮星系不一定表现出在$z=6$之前达到峰值的恒星形成历史。
2020-02-26 astro-ph.CO astro-ph.GA
IGM Transmission Bias for $z$ $\geq$ 2.9 Lyman Continuum Detected Galaxies
理解星系发射的莱曼连续谱(LyC)光子的逃逸分数($f_{\rm esc}$)与测量高红移下观测到的$f_{\rm esc}$值的分布之间的关系是解释再电离过程的基础。在本文中,我们进行了统计探索的衰减LyC光子的中性氢在星系际介质中使用合奏的模拟传输函数。我们表明,LyC检测到的星系更有可能被发现在视线高于平均透射率的LyC光子。这意味着,采用平均传输在一个给定的红移导致高估的真正的$f_{\rm esc}$的LyC检测星系。然而,我们注意到,平均值是适当的$f_{\rm esc}$估计较大的母样本,包括LyC未检测到的星系。我们量化这IGM传输偏置LyC检测光度和光谱调查的文献,并表明,偏置较强的浅的意见和较暗的母样品(即莱曼$α$发射体与莱曼破裂星系)。我们还探讨了不同的潜在概率分布函数(PDF)的$f_{\rm esc}$恢复值的影响,显示潜在的$f_{\rm esc}$ PDF可能取决于样本选择与观测调查比较。这项工作是在理解$f_{\rm esc}$从高红移星系的背景下,在改进解释的LyC检测的第一步。
2021-01-03 astro-ph.GA
The Physics of Indirect Estimators of Lyman Continuum Escape and their Application to High-Redshift JWST Galaxies
本研究构建高红移恒星形成星系的LyC逃逸物理框架,评估现有间接诊断指标的有效性,建立定量预测模型,并发现多数JWST观测的z>6亮Lyα发射体逃逸分数不超过10%。
2024-03-13 astro-ph.GA
Understanding the escape of LyC and Ly$α$ photons from turbulent clouds
理解分子云中莱曼连续谱(LyC)和莱曼α(Lya)光子的逃逸是制约宇宙再电离历史和高红移星系演化的关键之一。使用一组辐射流体动力学模拟与自适应网格细化,我们研究光子如何传播和逃逸湍流云不同的质量,恒星形成效率(SFE),和金属丰度,以及不同的恒星光谱和超新星反馈模型。我们发现,逃逸分数在LyC和Lya一般随时间的推移而增加,如果云是有效地分散辐射和超新星反馈。当总的SFE较低(云质量的1%)时,0.1-5%的LyC光子离开贫金属云,而在10%SFE的云中,该比例增加到20-70%。如果气体金属丰度较低,如果恒星初始质量函数中的质量上限较高,如果恒星演化中允许二元相互作用,或者如果存在额外的强辐射压力,如Lya压力,LyC光子会更有效地逃逸。因此,逃逸的LyC光子的数量可以很容易地在云尺度上以$\sim4$的因子变化。Lya光子的逃逸分数在系统上高于LyC光子的逃逸分数(60-80%),尽管在线中心($τ_0\sim10^6-10^9$)处具有大的光学深度。Lya光子的散射在云尺度上已经很显著,导致在云演化的初始阶段$v_{\rm sep}\sim400\,{\rm km\,s^{-1}}$峰分离的双峰轮廓,而在LyC亮相它变得比$v_{\rm sep} \le 150 \, {\rm km\,s^{-1}}$窄。与观测的低红移星系的比较表明,Lya光子需要进一步与中性氢的相互作用,…
2019-04-05 astro-ph.GA
The Challenge in Illuminating the Invisible: Constraining LyC Escape with Bayesian Modelling and Symbolic Regression
Kavli Institute for Cosmology, University of Cambridge(卡弗里宇宙学研究所,剑桥大学);Cavendish Laboratory, University of Cambridge(卡文迪许实验室,剑桥大学);Departamento de Astronomía, Universidad de Chile(智利大学天文学系);Center for Astrophysics | Harvard & Smithsonian(哈佛-史密森尼天体物理中心);Department of Physics and Astronomy, University College London(伦敦大学学院物理与天文系)
利用贝叶斯建模和符号回归约束LyC逃逸分数,研究局部类比星系样本并建立紫外β斜率与逃逸分数的关系。
2026-03-09 astro-ph.GA
A systematic study of the escape of LyC and Ly$α$ photons from star-forming, magnetized turbulent clouds
为了研究宇宙的再电离和解释观测星系的高红移光谱,了解莱曼连续谱(LyC)和莱曼$α$(Ly $α$)光子从巨分子云(GMC)中的逃逸是至关重要的。为此,我们进行高分辨率,辐射磁流体动力学模拟GMCs自洽恒星形成和恒星反馈。我们发现,一个显着的分数(15-70%)的电离辐射逃逸的模拟GMC与不同的质量($10^5$和$10^6\,M_\odot$),因为云是分散在约$2$ - $5\,{\rm Myr}$从恒星形成的开始。当GMC质量较轻、金属贫乏、湍流较小和密度较低时,泄漏的LyC光子的比例较大。LyC辐射的最有效泄漏发生在GMC的总恒星形成效率约为20%时。Ly $α$的逃逸显示出与LyC光子相似的趋势,不同之处在于从GMC逃逸的Ly $α$光子的分数较大($f_{\rm esc}^{\rm Lyα}\approx f_{900}^{0.27}$),并且具有强湍流的GMC显示出较大的$f_{\rm esc}^{\rm Lyα}$。模拟的GMC显示出$Δv\approx 120 \,{\rm km\,s^{-1}}$在时间平均的出射Ly $α$谱中的特征速度分离,这表明Ly $α$可以用于推断星际和环星系介质的运动学。我们发现,Ly $α$光度是一个有用的指标的LyC逃逸,提供的LyC光子的数量可以推导出通过恒星人口建模。最后,我们发现Ly $α$的逸出分数、1500 A的紫外光子…
2021-12-02 astro-ph.GA
The Low-Redshift Lyman Continuum Survey I: New, Diverse Local Lyman-Continuum Emitters
赖曼连续谱(LyC)光子的起源负责宇宙的再电离是未知的和高度争议。由于星系际介质的吸收,从再电离时代检测LyC光子是不可能的,这促使了几种间接诊断的发展,以推断星系通过研究较低的红移类似物贡献LyC光子来重新电离宇宙的速率。我们提出的低红移莱曼连续巡天(LzLCS)包括测量与HST/COS的z=0.2-0.4的66个星系的样本。经过仔细处理的FUV光谱,我们得到了总共35个莱曼连续发射体(LCE)检测到97.725%的置信度,近三倍的已知本地LCE的数量。我们估计逃逸分数从检测到的LyC通量和未检测到的LyC通量的上限,找到一个范围内的LyC逃逸分数高达50%。在35个LzLCS LCE中,有12个的LyC逃逸分数大于5%,是具有宇宙学相关LyC逃逸的已知局部LCE数量的两倍多。
2022-01-27 astro-ph.CO astro-ph.GA
Reconciling escape fractions and observed line emission in Lyman-continuum-leaking galaxies
发现和阐明Lyman连续谱(LyC)发射星系的性质是理解宇宙再电离的重要一步。虽然最近发现的z - 0.3-0.4 LyC发射体显示出强的光学发射线,但尚未建立考虑电离光子逃逸和这些星系的非均匀星际介质(ISM)几何形状的一致定量光电离模型。因此,我们构建一个和两个区域的光电离模型占所观察到的LyC逃逸,我们比较所观察到的发射线测量。我们发现,单区密度约束的光电离模型不能再现的LyC泄漏的发射线,因为它们系统地低估了低电离势的物种的线,如[OI]和[SII]。引入一个两区模型,不同的电离参数和一个可变的覆盖分数,其中一个区域是密度有界的,我们表明,所观察到的发射线比和逃逸分数的LyC发射器很好地再现。在一些LyC泄漏中观察到的[OI]过量可以在该模型中自然地解释,例如,通过从低电离和低填充因子气体发射。具有高逃逸分数(fesc > 38%)的LyC发射体在[OI] 6300 A和[SII] 6716,6731 A中都是不足的。我们还证实,[SII]缺陷可用于选择LyC发射体候选者。最后,我们发现了一个可能的二分法的迹象,在逃逸机制的LyC光子之间的星系相对较低(fesc < 10%)和较高的逃逸分数。我们的结论是,两区光电离模型是足够的,需要解释所观察到的发射线特性的z - 0.3-0.4 LyC发射器。这些模型提供了第一步使用的光学发射线和它们的比率作为定量诊断的LyC逃离星系。
2020-10-08 astro-ph.GA
The Ly$α$ and Continuum Origins Survey. III. Investigating the Link between Galaxy Morphology, Merger Properties and LyC Escape
University of Minnesota(明尼苏达大学);Williams College(威廉姆斯学院);University of Edinburgh(爱丁堡大学);Missouri Institute of Technology, University of Missouri-Kansas City(密苏里科技大学,密苏里大学堪萨斯城分校);Johns Hopkins University(约翰斯·霍普金斯大学);Space Telescope Science Institute(太空望远镜科学研究所);Stockholm University(斯德哥尔摩大学)
该研究探讨了星系形态、合并属性与LyC逃逸之间的联系,发现合并星系的LyC逃逸分数较高,并揭示了星系合并对LyC光子逃逸的影响。
2026-02-11 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
A Portrait of the Cosmic Reionisation History in the Context of the Early Dark Energy Model
National Astronomical Observatories, Chinese Academy of Sciences(中国科学院国家天文台);University of Chinese Academy of Sciences(中国科学院大学);Peking University(北京大学);Swinburne University of Technology(斯威本科技大学);University of Arizona(亚利桑那大学)
本研究在早期暗能量模型背景下,通过建模再电离历史,发现其能以中等LyC逃逸分数和紫外光度密度解释观测到的高红移星系过剩量,为EDE宇宙学提供独立探测手段。
2026-01-16 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
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
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
Confirmation and Refutation of Lyman Continuum Leakers at $z\sim3$ with JWST NIRSpec/IFU
University of Chinese Academy of Sciences (UCAS)(中国科学院大学);National Astronomical Observatories, Chinese Academy of Sciences(中国科学院国家天文台);Institute for Frontiers in Astronomy and Astrophysics, Beijing Normal University(北京师范大学天文与前沿科学研究院);Steward Observatory, University of Arizona(亚利桑那大学斯图尔德天文台)
利用JWST NIRSpec/IFU观测,通过光谱识别排除一个候选源的低红移污染,并确认另一个候选源中潮汐尾结构发出的莱曼连续谱,表明星系合并可能是宇宙再电离的重要电离光子来源。
2026-07-01 astro-ph.GA
Local Analogs of Potential Ionizers of the Intergalactic Medium: Compact Star-Forming Galaxies with Intense CIV $λ$1550 Emission
研究分析五个高 O32 本地致密恒星形成星系的 HST 紫外光谱,发现其强 CIV 发射、低 C/O 与高 LyC 逃逸率类似 z>6 再电离星系。
2024-09-17 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 Lyman Continuum Escape Fraction of Low-Mass Star-Forming Galaxies at z~1
到目前为止,还没有观测到中等红移z~1恒星形成星系的莱曼连续辐射。我们结合HST棱镜光谱与GALEX紫外和地面光学成像扩展搜索逃逸莱曼连续谱的z~1低质量,中等恒星形成星系的大样本(~600)最初选择的H $α$发射。来自填充该参数空间的SFG的LyC特征逃逸分数仍然受到以前调查的弱约束,但这些微弱的SFG被认为在高红移(z>6)的星系际介质(IGM)中中性氢的再电离中起着重要作用。我们没有明确检测到从该$z\sim1$样品逃逸的LyC辐射,个别未检测到限制绝对莱曼连续体逃逸分数,$f_{esc}$ <2.1%(3 $σ$)。我们测量的上限$f_{esc}$ <9.6%的SFG选择高H $α$等效宽度(EW> 200欧姆),这被认为是高红移的再电离源的密切类似物。作为参考,我们还提出了一个发射率加权逃逸分数,这是有用的测量SFG的z~1电离紫外背景的一般贡献。在讨论中,我们考虑了这些中间红移约束对星系际介质中氢在高红移(z > 6)处再电离的影响。如果我们假设我们的$z\sim1$ SFG,我们测量这个发射率加权$f_{esc}$,是类似的高红移源的再电离,我们发现是很难调和的微弱(M $_{UV}<-13$)SFG的再电离与低逃逸分数($f_{esc}<$ 3%),从独立的高红移观测的约束。如果$f_{esc}$随红移而演化,则SFG的再电离可能与普朗克的观测结果一致。
2015-12-13 astro-ph.GA
Hubble Space Telescope Wide Field Camera 3 Observations of Escaping Lyman Continuum Radiation from Galaxies and Weak AGN at Redshifts $z$$\,\simeq\,$2.3-4.1
我们观测了34个大质量恒星形成星系和12个弱活动星系核的逃逸莱曼连续统(LyC)辐射,并在$z$ $\simeq$ 2.3-4.1处可靠地测量了光谱红移。我们分析了哈勃空间望远镜宽视场相机3(WFC 3)的早期释放科学领域的马赛克在三个UVIS过滤器采样的休息帧LyC在这个红移范围。利用我们目前对WFC 3系统学的最佳评估,在WFC 3/UVIS F225 W、F275 W和F336 W的11-15个星系的图像堆栈中,我们分别为$z$ =2.35、2.75和3.60到$\sim$ 28.5、28.1和30.7等的星系平均LyC发射提供了1个$σ$上限。在F275 W和F336 W中,分别在28.3和27.4星等探测到$z$ =2.62和3.32的弱活动星系核的LyC通量,对于7和3个活动星系核的堆,信噪比分别为$\sim$ 2.7和2.5,而在2个活动星系核的堆中,$z$ =2.37的活动星系核在1 $σ$时被限制在$\gtrsim$ 27.9星等。堆叠AGN LyC光剖面比其相应的非电离紫外连续谱剖面平坦,半径为r $\lesssim$ 0。“9,这可以指示ISM中孔隙度的径向依赖性。与合成恒星SED适合紫外连续测量longwards的Ly $α$和IGM传输模型,我们限制绝对的LyC逃逸分数为$f_{\rm esc}^{\rm abs}$ $\simeq$ $22^{+44}_…
2017-12-21 astro-ph.GA
Constraints on the Lyman Continuum Escape from Low-mass Lensed Galaxies at 1.3 $\leq$ z $\leq$ 3.0
本研究利用哈勃望远镜观测8个高放大倍率的低质量透镜星系,得到其莱曼连续谱逃逸率1σ上限为3%-15%,不支持暗弱紫外源逃逸率更高的预期,指出未来需扩大暗弱星系样本以研究各向异性逃逸特征。
2024-03-04 astro-ph.GA