The Lyman Continuum Escape Survey: Connecting Time-Dependent [OIII] and [OII] Line Emission with Lyman Continuum Escape Fraction in Simulations of Galaxy Formation
从星系逃逸的莱曼连续谱光子可能使星系际介质在红移$z\gtrsim6$处再电离。然而，在这些红移和莱曼连续逃逸的二级指标不能直接观察到的莱曼连续必须用来估计电离光子的预算。在观测上，在观测上可接近莱曼连续谱的红移$z\sim2-3$，调查已经确定，许多显示出可观的莱曼连续谱逃逸分数$f_{esc}$的天体也显示出增强的[OIII]/[OII]（O $_{32}$）发射线比率。在这里，我们使用宇宙学放大模拟星系形成的辐射转移分析，研究$f_{esc}$和O $_{32}$之间的物理联系。与观察结果一样，我们发现最大的$f_{esc}$值出现在O $_{32}\sim3-10$升高时，高$f_{esc}$和低O $_{32}$的组合非常罕见。虽然高$f_{esc}$和O $_{32}$常常是可同时观察到的，但这两个过程的物理起源的时间尺度是非常不同的。大的O $_{32}$值在星团形成后的沃尔夫-拉叶动力阶段的短（$\sim$ 1百万年）时间尺度上波动，而低吸收的通道是由超新星的集合在几十万年内建立的。我们发现，虽然没有直接的因果关系之间的$f_{esc}$和O $_{32}$，高$f_{esc}$最经常发生在连续输入后，从恒星形成相关的反馈事件，有相应的偏移大O $_{32}$发射。这些计算与观测结果的解释是一致的，即当O $_{32}$较大时，往往会出现大的$f_{esc}$，但大…
2020-10-01 astro-ph.GA
Lyman alpha Radiative Transfer with Dust: Escape Fractions from Simulated High-Redshift Galaxies
莱曼α发射线是探测星系形成和演化的重要诊断工具。它不仅通常是高红移星系中可观测到的最强谱线，而且从它的形状可以揭示出它的宿主星系的详细信息。然而，由于Lya光子的散射性质以非平凡的方式增加了它们的路径长度，如果星系中存在尘埃，则该线可能会受到严重抑制，其形状也会改变。为了正确地解释观测结果，知道有多少发射的光实际上逃离了星系是至关重要的。本文结合高分辨率宇宙学流体模拟和包含先进尘埃模型的自适应细化蒙特卡罗Lya辐射转移程序，计算了高红移（z = 3.6）星系Lya辐射的逃逸分数f_esc。除了平均逃逸分数外，还研究了不同方向和不同位置的fesc的变化及其对出射光谱的影响。从一个具有代表性物理性质的模拟星系样本中发现，逃逸分数随着星系维里质量M_vir的增加而减少，从M_vir ~ 10^9 M_sun的接近1的f_esc到M_vir ~ 10^12 M_sun的小于10%的f_esc。尽管尘埃几乎是灰色的，它被发现，出射光谱的影响是不均匀的，与逃逸分数的光子靠近线中心的远高于那些在翅膀，从而有效地缩小Lya线。
2009-07-16 astro-ph.CO astro-ph.GA
FLaREON : a fast computation of Ly$α$ escape fractions and line profiles
我们提出了FLAREON（快速莱曼阿尔法辐射逃逸流出中性气体），一个公共的Python包，提供快速和准确的莱曼阿尔法逃逸分数和线轮廓在广泛的流出几何形状和属性。该代码结合了不同的算法，如插值和机器学习预测莱曼阿尔法线属性从一个预先计算的网格流出配置的基础上的输出的蒙特卡罗辐射转移代码。在这里，我们描述的算法，讨论其性能，并说明了它的许多应用。最值得注意的是，FLaREON可以用来推断流出介质的物理性质，从观察到的莱曼α线轮廓，包括逃逸分数，或者它可以运行在数百万个对象的星系形成模型，以模拟逃逸的莱曼α光子在宇宙体积。
2020-01-23 astro-ph.GA
Empirical Constraints on the Star Formation & Redshift Dependence of the Lyman Alpha `Effective' Escape Fraction
我们推导出经验约束的体积平均“有效”逃逸分数的莱曼阿尔法（Lya）光子从恒星形成星系的红移的函数，通过比较恒星形成函数直接从观测推断，观测到的Lya光度函数。我们的分析表明，有效逃逸分数从z=0时的f_esc^eff ~ 1- 5%增加到z=3-4时的f_esc^eff ~ 10%，以及z=6时的f_esc^eff=30- 50%。我们在z=6的约束位于不包括风的模型的预测之上，因此暗示了风在Lya转移过程中的重要性（甚至）在这个红移。我们可以用不依赖于星系恒星形成率（SFR）的f_esc^eff重现Lya光度函数，Lya光度可达~2个数量级。在f_esc ^eff有较大散射（~ 1.0 dex）的模型中，和/或在恒星形成星系只有一小部分寿命或一小部分视线具有非零f_esc ^eff的模型中，有可能重现f_esc^eff随SFR减小的光度函数--这似乎更受脱落星系观测的青睐。我们提供了一个拟合公式来总结我们的发现。
2013-08-13 astro-ph.CO astro-ph.GA
Quantifying Distributions of Lyman Continuum Escape Fraction
模拟已经表明，大多数逃逸的莱曼连续体光子通过具有接近完全透明的少数立体角逃逸，而剩余的大多数立体角基本上是不透明的，导致在不同角度观察时逃逸分数的非常宽和偏斜的概率分布函数（PDF）。因此，沿视线观测到的星系莱曼连续谱光子的逃逸分数仅仅代表沿该视线的星际介质的性质，这可能是对星系在其整个天空平均的真实逃逸分数的不恰当的表示。在这里，我们研究如何莱曼连续光子逃逸星系在$z=4-6$，利用高分辨率的大尺度宇宙辐射流体动力学模拟。我们计算模拟观测样本的平均逃逸分数（$\left<f_{\rm esc,1D}\right>$）的PDF，作为样本量的函数，与真实平均值（无限样本量）进行比较。我们发现，当样本量很小时，表观均值会向低端倾斜。例如，对于6.7%的真实平均值，在$z=4$观测的（2，10，50）个星系的样本将有2.5%的概率获得低于$\left<f_{\rm esc,1D}\right>=$（0.007%，1.8%，4.1%）的样本平均值，2.5%的概率获得大于（43%，18%，11%）的样本平均值。我们的模拟表明，至少$\sim$ 100星系应该堆叠，以限制在20%的不确定性的真实逃逸分数。
2015-02-13 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
Revisiting the Lyman Continuum Escape Crisis: Predictions for z > 6 from Local Galaxies
电离莱曼连续谱光子的内禀逃逸分数（$f_{esc}$）对于理解星系是否能够在z>6时再电离早期宇宙中的中性氢是至关重要的。不幸的是，直接观测不可能获得z>4的$f_{esc}$，并且对低红移星系的少数测量一致地发现$f_{esc}$ <10%，而对于主导再电离的星系，至少$f_{esc}$ ~ 10%是必需的。在这里，我们提出的第一个经验预测$f_{esc}$在z>6结合[OIII]/[OII]和$f_{esc}$之间的关系（稀疏填充）与红移演变的[OIII]/[OII]预测从本地高z类似物选择其H $α$等效宽度。对于log（M/M $_{sun}$）~ 9.0（误差为1 $σ$）的星系，我们发现在z=6时$f_{esc}$ = $5.7_{-3.3}^{+8.3}$ %，在z=9时$f_{esc}$ = $10.4_{-6.3}^{+15.5}$ %.然而，有一个负相关的恒星质量，我们发现高达50%的大$f_{esc}$每0.5德克斯减少恒星质量。群体平均逃逸分数根据$f_{esc}$ = $f_{esc,0} ((1+z)/3)^a$增加，对于log（M/M $_{sun}$）~ 9.0，z > 2时的$f_{esc,0} = 2.3 \pm 0.05$ %和$a=1.17 \pm 0.02$。通过我们对$f_{esc}$的经验预测（从而修正了一个重要的未知变量）以及对聚集因…
2016-11-06 astro-ph.CO 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
Redshift evolution of Lyman continuum escape fraction after JWST
本研究基于JWST观测，利用无衰减模型（AFM）分析z>10星系的辐射驱动外流对莱曼连续谱逃逸率f_esc的影响，揭示其随红移增加的演化规律，解释了高红移星系平均紫外光谱斜率β的下降趋势。
2025-08-22 astro-ph.CO 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
Charting the Lyman-alpha escape fraction in the range 2.9<z<6.7 and consequences for the LAE reionisation contribution
本文通过研究A2744透镜星系团后方96个暗弱LAE及光度函数整体演化，揭示红移2.9至6.7范围内莱曼-α逃逸分数在暗端显著升高，z~6时接近100%，表明暗弱星系是宇宙再电离的重要贡献者。
2024-08-01 astro-ph.GA
The physics of Lyman-alpha escape from disc-like galaxies
氢发射线可以提供有关本地和高红移宇宙中恒星形成星系的广泛信息。本文采用高分辨率的孤立Milky Way辐射流体力学模拟，利用SMUGGLE星系形成模型，详细研究了Lyman连续谱（LyC）、Lyman α（Lyα）和Balmer线（Hα和H \b{eta}）的辐射转移。现实的框架包括恒星反馈，非平衡热化学，和尘埃颗粒在星际介质（ISM）的演变。我们扩展了我们的宇宙Lyα转移（COLT）程序，用光电离平衡蒙特卡罗辐射转移进行自洽的端到端（非）共振线预测。精确的LyC再处理到复合发射需要模拟灰尘（27.5%），氦电离（8.7%）和各向异性逃逸分数（7.9%）的预吸收，因为这些减少了氢线发射（55.9%）的可用预算。我们调查的多相尘埃ISM，光盘的几何形状，气体运动学，和恒星形成活动在管理的物理发射和逃逸的作用，专注于时间的变化，气相结构，和空间，光谱和视角的依赖性的出射光子。孤立盘模拟非常适合与当地Hα巡天进行全面的观测比较，但需要适当的宇宙学环星系介质（CGM）环境以及较少的尘埃吸收和旋转增宽，才能作为高红移Lyα发射星系的模拟。未来我们的框架将应用于下一代星系形成的宇宙学模拟，包括解决<10 pc多相ISM和<1 kpc CGM结构的辐射流体动力学，这将为当前和即将到来的Lyα观测提供重要的见解和预测。
2022-09-26 astro-ph.CO 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
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
Predicting Lyman-alpha escape fractions with a simple observable: Lyman-alpha in emission as an empirically calibrated star formation rate indicator
莱曼α（Lya）本质上是活动星系发出的最亮的线。虽然它起源于许多物理过程，但对于恒星形成星系来说，内在Lya光度是最大质量的O型和早期B型恒星产生的莱曼连续谱（LyC）辐射的直接示踪剂，寿命为几百万年。因此，Lya光度应该是一个很好的瞬时恒星形成率（SFR）指标。然而，由于Lya逃逸分数f $_{esc,Lyα}$的不确定性，其共振性质和对作为静止帧UV光子的尘埃的敏感性使得Lya非常难以解释。在这里，我们探讨了在z=2.2的CALYMHA调查，在z=2.2-2.6的Lya发射体（LAEs）的后续行动和LAEs的z~0-0.3汇编的结果，以直接测量f $_{esc,Lyα}$与H-α（Ha）。我们推导出一个简单的经验关系，鲁棒地检索作为一个函数的Lya休息帧EW（EW $_0$）的f $_{esc,Lyα}$：f $_{esc,Lyα}$ = 0.0048 EW $_0$ [A] $\pm0.05$，我们表明，它约束了一个定义良好的反相关性电离效率和尘埃消光LAEs。观测到的Lya光度和EW $_0$是容易测量的量在高红移，从而使我们的关系一个实用的工具，估计内在的Lya和LyC光度下良好控制和简单的假设。我们的研究结果允许观测到的Lya光度被用来计算SFR的LAEs在z~0-2.6内的0.2 dex的哈尘校正的SFR。我们应用我们的经验SFR（Lya，EW $_0$）校准几个源在…
2019-02-04 astro-ph.CO astro-ph.GA
Beamed Lyman Alpha Emission through Outflow-Driven Cavities
我们调查的辐射转移的莱曼α光子通过简化的各向异性气体分布，这代表了流行的“壳模型”的物理动机的扩展。我们的研究是出于这样一个概念，即（i）壳模型并不总是重现观测到的莱曼α谱线轮廓，（ii）（典型）壳模型不允许电离光子逃逸，（iii）观察和期望风是更复杂的，各向异性的现象。我们研究了倾斜对莱曼α谱，相对通量和逃逸分数的影响。我们发现通量被增强/抑制的因素取决于模型的参数范围，对应于相同幅度的等效宽度的提升，如果我们忽略灰尘。一般来说，较低的平均光学深度往往会减少各向异性的影响，正如预期的那样。我们发现观察到的峰值之间的相关性-偶尔三重峰-频谱在系统速度和存在的低光学深度腔沿视线。这在寻找从高红移星系泄漏的电离光子时可能很重要，因为这些光子也将能够通过空腔逃逸。
2014-01-22 astro-ph.CO astro-ph.GA
The Low-Redshift Lyman Continuum Survey: The Roles of Stellar Feedback and ISM Geometry in LyC Escape
本研究通过堆叠89个z~0.3星系的HST/COS观测，揭示恒星反馈与ISM几何对LyC逃逸的作用，发现年轻恒星与机械反馈共同促成高逃逸率。
2024-09-18 astro-ph.CO 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
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
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
Investigating the Lyman photon escape in local starburst galaxies with the Cosmic Origins Spectrograph
利用哈勃太空望远镜（HST）上的宇宙起源摄谱仪（COS）对宇宙演化巡天（COSMOS）中的7个恒星形成星系进行了观测研究。星系位于相对较低的红移，$z\sim$ 0.3，从扩展和干扰到紧凑和光滑的形态。为了补充HST观测，我们还分析了甚大望远镜（VLT）上的VIMOS摄谱仪的观测结果。在我们的星系样本中，我们确定了三个物体的双峰莱曼$α$的档案类似于那些看到的绿豆紧凑星系和测量峰值分离655，374和275公里秒$^{-1}$。我们测量Lyman- $α$逃逸分数，其值范围在5- 13%之间。鉴于低通量水平的个人COS曝光，我们采用加权叠加方法，以获得一个单一的频谱。从该COS组合光谱，我们推断绝对和相对莱曼连续逸出分数的上限分别为$f_{\rm abs}(\rm LyC)$ = 0.4 $^{+10.1}_{-0.4}$ \%和$f_{\rm res}(\rm LyC)$ = 1.7 $^{+15.2}_{-1.7}$ \%。最后，我们发现这些星系中的大多数具有中等的紫外和光学SFR（SFR $\lesssim$ 10 M $_{\odot}$ yr $^{-1}$）。
2018-04-25 astro-ph.GA
Mapping Lyman Continuum escape in Tololo 1247-232
低红移，空间分辨莱曼连续体（LyC）发射器使我们能够澄清LyC逃离这些星爆星系的过程。我们使用哈勃太空望远镜（HST）WFC 3和ACS对已确认的低红移LyC发射体Tol 1247-232进行成像，以研究该气体的电离结构及其与电离星团的关系。我们使用[O III]4959，5007和[O II]3727成像作为高和低电离示踪剂进行电离参数映射（IPM），揭示了广泛的，大规模的，光学薄的区域，从中心开始，并到达星系的外围，与LyC逃逸一致。我们使用我们的HST测光对26个最亮的星团进行了恒星星族合成建模。结合这些数据与星云测光，我们发现一个全球LyC逃逸分数的f_esc = 0.12，与不确定性也符合零逃逸和所有测量的f_esc值为这个星系。我们的分析表明，与其他候选LyC发射体类似，这个星系中发生了两个阶段的星暴，一个1200万年的大质量中央星团可能在中心及其周围有预先清除的区域，第二代2 - 400万年的星团主导了当前的电离，包括一些逃离星系。
2018-09-26 astro-ph.GA
Strong C IV emission from star-forming galaxies: a case for high Lyman continuum photon escape
找到可靠的指标莱曼连续体（LyC）光子泄漏星系是必不可少的，以推断其逃逸分数的时代的再电离，直接测量LyC通量是不可能的。为此，在这里，我们调查是否强大的C IV $λλ1548,1550$发射在星系的休息帧紫外光谱的痕迹条件成熟的充分生产和逃逸的LyC光子。我们编译了一个样本的19个恒星形成星系的红移范围$z=3.1-4.6$从范德尔调查，表现出强烈的C IV发射，产生一个堆叠的光谱，所有主要的休息紫外线发射线被清楚地检测到。包含恒星和星云发射的最佳拟合光谱能量分布模型表明，需要低恒星金属丰度（$Z=0.1-0.2\,Z_\odot$），年轻恒星年龄（$\log(\rm{age/yr}) = 6.1-6.5$），高电离参数（$\log U = -2$）和几乎没有尘埃衰减（$E(B-V)=0.00-0.01$）。然而，这些模型无法完全再现所观察到的C IV和He II线强度。我们发现，在堆叠光谱中的Ly $α$线是强的，并且峰值接近系统速度，这些特征指示沿着视线的显著LyC光子泄漏。低电离星际吸收线的覆盖分数也很低，这意味着在$\approx 0.05-0.30$范围内的LyC逃逸分数，具有流出气体的特征。最后，对于一个具有两条谱线的可靠探测的单个星系子集，C IV/C III]比值>0.75也与能够实现显著LyC泄漏的物理条件一致。总体而言，我们报告说，多个光谱指标的LyC泄漏存…
2022-10-21 astro-ph.CO astro-ph.GA
The Lyman Alpha Reference Sample: V. The impact of neutral ISM kinematics and geometry on Lyman Alpha escape
我们提出了高分辨率的远紫外光谱的莱曼阿尔法参考样本的14个星系，强烈的恒星形成星系在低红移（$0.028 < z < 0.18$）的样本。我们比较派生的属性来自多波段成像和21厘米HI干涉和单碟观测，以及档案光学SDSS光谱的全球性。除了莱曼$α$线，光谱包含一些金属吸收功能，使我们能够探测的中性ISM的运动学和评估的光学深度和覆盖率的中性介质作为视线速度的函数。此外，我们展示了如何结合系统速度的精确测定和良好的Ly $α$光谱，将单独的团块一起完全覆盖背景源的模型与Heckman等人（2011）命名的“栅栏”模型区分开来。我们发现，没有一个单一的效果占主导地位的管理赖氨酸$α$辐射转移和逃逸。在我们的样本中，Ly $α$逃逸与$\lesssim 0.9$的最大速度分仓覆盖分数和$\gtrsim 50$ km s $^{-1}$的批量流出速度相吻合，尽管一些星系显示出这些特征，但Ly $α$逃逸很少或根本没有。我们发现，Ly $α$峰值速度，在可用的情况下，是不一致的一个强大的后向散射分量，而是与一个简单的模型的内在发射线覆盖的蓝移吸收轮廓从外流风。最后，我们发现H $α$等效宽度和最大速度分组覆盖因子之间存在很强的相关性，并提出了一个启发式解释模型。
2015-03-05 astro-ph.GA
The production and escape of Lyman-Continuum radiation from star-forming galaxies at z~2 and their redshift evolution
我们研究了电离光子的产生率的588 H PDMATHAMM发射体（HAE）和160莱曼-PDMATHAMM发射体（LAES）在PDMATHAMN在COSMOS领域，以评估隐含的发射率从星系，根据他们的紫外光度。通过用GALEX/ $NUV$数据探索静止框架莱曼连续统（LyC），我们通过中值（平均值）叠加找到f $_{\rm esc} < 2.8\, (6.4)$ %。通过结合H $α$光度密度与IGM发射率测量的吸收研究，我们发现一个全球平均的$\langle$ f $_{\rm esc}\rangle$的$5.9^{+14.5}_{-4.2}$ %在$z=2.2$，如果我们假设HAE是电离光子的唯一来源。我们发现在$z\approx3-5$处的全局$\langle$ f $_{\rm esc}\rangle$的类似低值，也排除了在$z<5$处的高$\langle$ f $_{\rm esc}\rangle$。这些低逃逸分数使我们能够测量$ξ_{ion}$，即每单位紫外光光度产生的电离光子数，并研究这如何取决于星系的性质。我们发现HAE的典型$ξ_{ion} \approx 10^{24.77\pm0.04}$ Hz erg $^{-1}$和LAE的典型$ξ_{ion} \approx 10^{25.14\pm0.09}$ Hz erg $^{-1}$。LAE和低质量HAE在$z=…
2016-11-15 astro-ph.CO astro-ph.GA
Lyman Continuum Escape Fraction in Ly$α$ Emitters at $z\simeq3.1$
我们在GOODS-South场的$z\simeq3.1$测量了54个微弱的莱曼α发射体（LAEs）的LyC逃逸分数。这些星系的平均星等为$R=26.7$ AB（$M_{UV}=-18.8$，$L\simeq0.1L^*$），代表了一群紧凑的年轻矮星系。它们的性质很可能类似于$z>6$中负责宇宙再电离的星系。我们在覆盖静止帧820 nm的深{ \em HST} F336 W图像中的任何单个LAE中未检测到LyC发射。我们也没有在F336 W堆叠图像中检测到这些LAE的LyC发射。LyC逃逸分数的$3σ$上限为$f_{\rm esc}<14-32\%$。然而，这些LAE的高Ly $α$静止框架等效宽度，低恒星质量和紫外光度表明它们应该有$f_{\rm esc}>50\%$。从这项工作和其他堆叠分析的低LyC逃逸分数表明，在$z=2-3$的$f_{\rm esc} > 50\%$的LyC泄漏星系不遵循之间的关系$f_{\rm esc}$和紫外光度和Ly $α$等效宽度（EW）来自典型星系在类似的红移。因此，UV光度和Ly $α$等效宽度（EW）不是LyC逃逸分数的最佳指标。
2020-01-22 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 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
A Deep HST Search for Escaping Lyman Continuum Flux at z~1.3: Evidence for an Evolving Ionizing Emissivity
我们获得了15个z~1.3的星暴星系在GOODS场中的深哈勃空间望远镜远紫外图像，以寻找逃逸的莱曼连续谱光子。这些是在这么大的面积（4.83弧分^[2]）上拍摄到的最深的远紫外图像（m_{AB} =28.7，3σ，1”直径），并为任何红移的星系提供了最佳的逃逸分数约束。我们没有探测到任何单独的星系，3σ极限的莱曼连续统（~700 μ m）通量比静止坐标系UV（1500 μ m）连续统通量暗50- 149倍（以f_nu计）。校正平均IGM衰减（因子~2）以及恒星固有的莱曼破裂（~3），这些限制转化为相对逃逸分数限制f_{esc,rel} <[0.03，0.21]。叠加极限为f_{esc,rel}（3σ）<0.02。我们使用蒙特卡罗模拟来正确解释IGM不透明度的预期分布。当包括以前的调查在z~1.3的限制，我们发现，在95%的置信水平，不超过8%的恒星形成星系在z~1.3可以有相对逃逸分数大于0.50。或者，如果大多数星系的逃逸莱曼连续统很小，但不为零，那么逃逸分数不可能超过0.04。叠加极限和来自蒙特卡罗模拟的极限两者均表明，在z~1.3处的平均电离发射率（相对于非电离UV发射率）显著低于在z~3处的莱曼断裂镓（LBG）中观察到的。如果恒星形成星系的电离辐射率实际上随红移而增加，这将有助于解释IGM在z>4时的高光电离率和星系际介质在z>6时的再电离率。[删节]
2010-01-19 astro-ph.CO astro-ph.GA
Lyman continuum galaxies and the escape fraction of Lyman break galaxies
以z ~ 3-4的Lyman break星系（LBG）为研究对象，测量了从高红移星系逃逸的Lyman连续统（LyC）通量。然而，z ~ 3-4 LBG的识别使用莱曼break技术，优先选择的星系很少或没有LyC。通过对文献中794个UnGR选择的z ~ 3 LBG的合成光谱进行分光光度分析，同时加入不同强度的LyC通量，重新检验了标准LBG选择标准。修改后的复合光谱准确地预测的红移范围内，性能和LyC通量的LBG在文献中有光谱LyC测量，同时预测存在的一个显着的分数的星系外的标准选择区域。这些星系被称为莱曼连续体星系（LCG），预计具有高水平的LyC通量，估计其数量密度约为LBG人口的30- 50%。我们将R_obs（U_n）定义为观察到的LyC通量的相对分数，从912 A到由U_n滤波器探测的最短剩余帧波长积分，到观察到的非电离通量（这里在1500 A下测量）。我们使用794个光谱作为整个z ~ 3 LBG总体的统计样本，发现R_obs（U_n）= 5.0 + 1.0/-0.4（4.1 + 0.5/-0.3）%，这对应于本征LyC逃逸分数f_esc = 10.5 + 2.0/-0.8（8.6 + 1.0/-0.6）%（污染校正）。从复合光谱分布中，我们估计LCG的R_obs（U_n）~16 +/-3，f_esc ~33 +/-7%; LBG + LCG z ~ 3组合样品的R_o…
2014-04-01 astro-ph.GA
The Impact of Unresolved Turbulence on the Escape Fraction of Lyman Continuum Photons
研究了高红移星系中湍流马赫数（\mach）与莱曼连续光子逃逸分数（$f_{\rm esc}$）之间的关系。近似的湍流等温和各向同性，我们表明，在从$\mathcal{M}=1$到$\mathcal{M}=10$的列密度的方差的增加导致$f_{\rm esc}$增加$\approx 25$ \%，和从$\mathcal{M}=1$到$\mathcal{M}=20$的增加导致$f_{\rm esc}$增加$\approx 50$ \%的介质与不透明度$τ\approx1$。在一个固定的马赫数，逃逸分数相对于一个恒定的柱密度的情况下，校正因子指数尺度与细胞中的不透明度，这对模拟的恒星形成区域有很大的影响。此外，在具有完全原子/离子冷却和化学的各向同性湍流的模拟中，即使当平均温度为$\approx5\times10^3 K$时，HI的分数也在$\mathcal{M}\approx10$处下降了$\approx 2.5$的因子。如果紊流未被解决，这些效应在马赫数大于10时共同使$f_{\rm esc}$增大一个因子$>3$。这样的马赫数在高红移时很常见，在那里剧烈的湍流是由超新星、引力不稳定性和合并活动驱动的，正如数值模拟和观测所示。这些结果，如果在目前的流体动力学宇宙学模拟，以解决湍流，可以提高莱曼连续体光子逃逸分数的理论预测，并进一步限制再电离的来源。
2016-11-01 astro-ph.GA
Ubiquitous broad-line emission and the relation between ionized gas outflows and Lyman continuum escape in Green Pea galaxies
本文研究了20个低红移莱曼连续谱发射体的电离气体运动学，发现宽发射线成分与LyC逃逸分数显著相关，表明由强反馈驱动的气体湍流和外流为LyC光子逃逸创造了通道，并提出蓝移宽发射可作为间接诊断LyC逃逸的新方法。
2024-02-15 astro-ph.CO astro-ph.GA
The Sunburst Arc: Direct Lyman α escape observed in the brightest known lensed galaxy
我们目前的休息帧紫外和光学光谱的最明亮的透镜星系尚未发现，在红移z = 2.4。这个来源揭示了一个特征，三峰莱曼α轮廓已被各种理论工作预测，但据我们所知，以前没有明确观察到。这一特征很好地拟合了两个分量的叠加：一个是由大量辐射转移产生的双峰轮廓，另一个是由直接逃逸的莱曼α光子产生的狭窄的中心分量;但单独用这两个分量都拟合不好。我们证明，该功能是不太可能包含来自附近的污染源，和中心峰是不受辐射转移的影响，除了非常轻微的吸收。该功能被检测到的信噪比超过80每像素线中心，并承担很强的相似性，数值模型预测的合成配置文件。
2017-11-19 astro-ph.GA
Lyman-Werner Escape Fractions from the First Galaxies
直接坍缩黑洞在$z \approx 10-20$的原始原子冷却晕中形成，可能是高红移超大质量黑洞（BH）的种子。为了创造一个巨大的BH种子，需要防止宿主晕形成恒星。因此，为了抑制H $_2$冷却，需要用大通量的莱曼-沃纳（LW）UV光子照射H $_2$。在这种情况下，一个关键的不确定性是逃逸部分的LW辐射从第一个星系，在这个时代的紫外光子的主要来源。为了更好地约束这种逃逸分数，我们已经进行了辐射流体动力学模拟的HII区域的增长和其相关的光解区域在第一个星系使用ZEUS-MP代码。我们发现，LW逃逸分数的关键取决于电离前沿（I-前）的传播。对于越过晕的R型I型波前，LW逃逸分数总是大于95%。如果晕稍后从外向内重组，由于光谱软化和减弱，在晕的静止框架（近场）中的LW逃逸分数下降到零。分析缓慢移动的D型I-波前需要进行详细而仔细的分析，其中逃逸分数取决于微观物理，可以在近场小至3%，在远场为61%，或者在近场和远场都大至100%。
2017-01-30 astro-ph.GA
The Lyman Continuum escape fraction of faint galaxies at z~3.3 in the CANDELS/GOODS-North, EGS, and COSMOS fields with LBC
宇宙的再电离是当今天体物理学研究的重要课题之一。再电离过程最可能的候选者是恒星形成星系，根据大多数理论和半解析模型的预测，它们应该在z~3处的HI电离背景中占主导地位。我们的目标是测量莱曼连续谱逃逸分数，这是计算恒星形成星系的紫外背景的贡献的关键参数之一。我们利用CANDELS/GOODS-North场LBC/LBT超深U波段成像（U=30.2mag，1 sigma），以及COSMOS和EGS场的深成像，估算了69个光谱红移在3.27<z<3.40到微弱星等极限（L=0.2L*，或相当于M1500~-19）的恒星形成星系的莱曼连续谱逃逸分数。我们已经通过叠加测量了来自亮星系（L>L*）的HI电离光子的相对逃逸分数的严格上限（在1 σ时<1.7%），而对于暗星系（L=0.2L*），逃逸分数的极限为~ 10%。我们计算了恒星形成星系对观测到的z~3紫外背景的贡献，发现在这些红移下，不足以保持宇宙电离，除非它们的逃逸分数在低光度（M1500>-19）下显著增加（>10%）。我们比较了我们的结果与最近的估计在文献中的高z星系的莱曼连续逃逸分数，并讨论了未来的前景，揭示了黑暗时代的结束。在未来，强引力透镜将是测量莱曼连续谱逃逸分数的基础，直到用现有的仪器无法在空白场中测量到的微弱量级（M1500~-16）。
2017-03-01 astro-ph.GA
Lyman-alpha spectral properties of five newly discovered Lyman continuum emitters
我们最近报道了五个低红移莱曼连续谱（LyC）发射体的发现（LCE，下文），绝对逃逸分数fesc（LyC）范围为6%至13%，高于先前发现的，我们利用这些观测结果来检验理论上关于莱曼-α（Lya）特征之间联系的预测。从星系和电离光子的逃逸线。我们分析了八个LCE的本地宇宙观测与宇宙起源光谱仪上的哈勃太空望远镜（我们的五个泄漏和三个星系从litterature）的Lya光谱，并比较它们的强度和形状的理论标准和比较样本的本地星系：莱曼阿尔法参考巡天，莱曼打破类似物，豌豆，和高红移强LyC泄漏离子2。我们的LCE被发现是强的Lya发射体，具有高的等效宽度，EW（Lya）> 70 μ m，和大的Lya逃逸分数，fesc（Lya）> 20%。的Lya配置文件都是双峰与一个小的峰分离，与我们的理论预期一致。他们在Lya位置也没有潜在的吸收。所有这些特征都与本地宇宙中典型的恒星形成星系的Lya性质非常不同。比较样本的一个子集（2-3个绿豌豆星系）共享这些极端值，表明它们也可能泄漏。我们还发现，恒星形成率的表面密度和逃逸分数的电离光子之间的强相关性，表明恒星形成区域的紧凑性在塑造低柱密度路径的LCEs的星际介质中发挥了作用。LCE的Lya性质是独特的：Lya可以作为LyC逃离星系的可靠示踪剂，补充文献中提出的其他间接诊断。
2016-09-12 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
The Low-Redshift Lyman Continuum Survey II: New Insights into LyC Diagnostics
在再电离时期（z { \gtrsim } 6），由于星系间的H I吸收，不能观测到莱曼连续谱（LyC）。为了识别莱曼连续谱发射体（LCE）并推断逃逸LyC的比例，天文学家开发了各种LyC逃逸的间接诊断。使用测量的LyC从低红移莱曼连续巡天（LzLCS），我们提出了这些诊断的第一个统计检验。虽然基于Lyα的光学深度指标，如峰值速度分离和等效宽度，表现良好，但我们也发现其他诊断，如[O III]/[O II]通量比和恒星形成率表面密度，预测星系是否是LCE。这些星系的属性和逃逸LyC通量的分数之间的关系表明，LyC逃逸强烈依赖于H I柱密度，电离参数，和恒星反馈。我们发现LCEs占据了一系列的恒星质量，金属丰度，恒星形成的历史，电离参数，这可能表明情节和/或不同的物理原因LyC逃逸。
2022-03-29 astro-ph.CO astro-ph.GA
The Lyman Continuum Escape and ISM properties in Tololo 1247-232 - New Insights from HST and VLA
中低质量星系被广泛认为是造成$z\sim10-6$红移再电离的原因。然而，星系泄漏电离辐射（莱曼连续体; LyC）的观测证据是目前正在进行的挑战，LyC发射候选者的名单仍然很短。Tololo 1247-232是最近报道的极少数泄漏星系之一。我们使用哈勃太空望远镜上的宇宙起源光谱仪（COS）进行了中分辨率紫外（UV）光谱分析，并确认了Tololo 1247-232的电离辐射。采用改进的数据处理方法，我们发现LyC从中央星团中逃逸，逃逸率仅为1.5 $\pm$ ~ 0.5%，是迄今为止该星系的最低值。我们进一步利用Si II和Si IV的FUV吸收线作为中性和电离星际介质的探测器。我们发现，大部分的ISM气体是电离的，可能有利于LyC逃逸密度有界的区域。用视光学深度法导出了中性气体覆盖率与视速度的函数关系。ISM被发现是足够的clueless，支持直接逃逸的LyC光子。我们进一步报告宽带紫外和光学连续成像以及窄带成像的赖氨酸$α$，H $α$和H $β$。利用恒星布居合成方法，得到Ly $α$逃逸分数为8%。我们还进行了VLA 21 cm成像。氢的超精细跃迁没有被检测到，但可以推导出$\lesssim10^9 M_{\odot}$的深上限原子气体质量。定义为$\frac{M_{H I}}{M_*}$的上限气体分数仅为20%。有证据表明，H I气体晕是相对较小的相比，其他莱曼α发射体。
2017-04-19 astro-ph.GA
The Importance Of Star Formation Intensity In LYα Escape From Green Pea Galaxies And Lyman Break Galaxy Analogs
我们研究了40个绿豌豆星系和15个本机Lyman Break星系类似物的紫外图像，以了解Ly $α$光子逃逸与中心紫外光度特性之间的关系。我们使用\textit{Hubble Space Telescope}的COS/NUV图像测量了中心250 pc区域（$S_{\rm 250pc}$）的恒星形成强度（SFI，单位面积的恒星形成率）。我们的样品绿豆的$S_{\rm 250pc}$的测量范围为2.3- 46 $M_{\odot} \ \rm{year}^{-1} \ \rm{kpc^{-2}}$，几何平均数为$15 M_{\odot} \ \rm{year}^{-1} \ \rm{kpc^{-2}}$，标准差为0.266 dex，形成相对窄的分布。Lyman Break星系类似物显示出类似的$S_{\rm 250pc}$窄分布（0.271 dex），尽管平均值较大，为28 $M_{\odot} \ \rm{year}^{-1} \ \rm{kpc^{-2}}$。我们表明，虽然Ly $α$等效宽度（EW（Ly $α$））和Ly $α$逃逸分数（$f^{Lyα}_{esc}$）与中枢SFI无显著相关性（$S_{\rm 250pc}$），两者都与表面亮度与星系恒星质量的比值呈正相关（$S_{\rm 250pc}/M_{\rm star}$），与EW（Ly $α$）和$f^{Lyα}_{es…
2020-02-20 astro-ph.GA
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
Supernovae Driven Winds Impede Lyman Continuum Escape from Dwarf Galaxies in First 10 Myr
Institute for Advanced Study in Physics（高等研究院物理学院）；Johns Hopkins University（约翰斯·霍普金斯大学）；Stockholm University（斯德哥尔摩大学）；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）；University of Michigan（密歇根大学）；Instituto de Astrofísica de Andalucía (CSIC)（安达卢西亚天体物理学研究所（西班牙国家研究委员会））；Arizona State University（亚利桑那州立大学）
研究紫外线明亮紧凑恒星形成星系中LyC逃逸效率等相关问题，利用六个本地星系中分辨率光谱，直接追踪多相星风演化及测量LyC逃逸率，发现早期LyC逃逸峰值及超新星对其后期抑制，强调宇宙学模拟需纳入早期反馈。
2026-07-08 astro-ph.GA
Ly alpha escape during cosmological hydrogen recombination: the 3d-1s and 3s-1s two-photon processes
我们给出了莱曼α光子的辐射转移方程的一个公式，它允许我们包括宇宙学氢复合过程中3s-1 s和3d-1 s衰变通道的双光子修正。我们用这个方程来计算的Lyman α光子在氢复合过程中的Sobolev逃逸概率的修正，然后让我们计算的变化，在自由电子分数和CMB温度和偏振功率谱。结果表明，在z~1400处，与Sobolev近似相比，有效逃逸几率变化了DP/P ~+ 11%.在z~1190处，这使氢的复合速度加快了DN_e/N_e ~- 1.6%，这意味着|DC_l/C_l| l >~ 1500时约为1%-3%，CMB功率谱中最大值和最小值的位置发生了偏移。这些修正对于分析未来的资本市场管理局数据将是重要的。总校正是三个独立过程叠加的结果，涉及（i）问题的时间依赖性方面，（ii）由于莱曼α线附近的发射和吸收轮廓形状与正常洛伦兹线的量子力学偏差引起的校正，以及（iii）热力学校正因子，这是非常重要的。所有这些修正在Sobolev近似中都被忽略了，但它们在未来的CMB观测中很重要。所有这三个可以自然地获得在莱曼α吸收过程的双光子配方。然而，修正（i）和（iii）也可以在正常的“1+1”光子语言中推导出来，而不一定要去双光子图像。因此，只有（ii）是真正相关的量子力学方面的双光子过程（删节）
2009-04-02 astro-ph.CO astro-ph.GA
Lyman-$α$ Escape through Anisotropic Media
Max Planck Institute for Astrophysics（马克斯·普朗克天体物理学研究所）；Ludwig-Maximilians-Universität München（慕尼黑大学）；Astronomisches Rechen-Institut, Zentrum für Astronomie, Universität Heidelberg（海德堡大学天文学计算中心）
研究通过蒙特卡洛模拟探讨Lyman-α辐射在各向异性介质中的逃逸机制，揭示通道几何、出流和尘埃对光谱特征的影响，并提出分析模型预测中心通量。
2026-03-09 astro-ph.GA
Emission Line Galaxies in the SHARDS Hubble Frontier Fields II: Limits on Lyman-Continuum Escape Fractions of Lensed Emission Line Galaxies at Redshifts 2 < z < 3.5
我们提出了一个独特的样本的透镜低质量发射线选择星系z < 3.5的哈勃前沿场中波段调查中发现的紫外光子逃逸分数的调查。我们已经使用这种深成像测量定位了42个相对较低质量的星系，低至$log(M_{*}/M_{\odot}) = 7$，红移2.4 < z < 3.5之间，它们是候选的线发射体。使用深多波段哈勃紫外线成像，我们调查了从这些系统逃逸的电离光子的流量，获得1 $σ$上限为$f^{rel}_{esc}$ ~7%的单个星系，和< 2%的堆叠数据。我们测量了潜在的逃逸莱曼连续通量的两个低质量线发射体的值在$f^{\rm rel}_{\rm esc} = 0.032^{+0.081}_{-0.009}$和$f^{\rm rel}_{\rm esc} = 0.021^{+0.101}_{-0.006}$，都检测到在~3.2 $σ$水平。对可能污染的详细分析表明，这些检测结果由视线污染引起的概率< 0.1%。相对较低的莱曼连续体逃逸分数限制，和低分数的系统检测，是一个迹象表明，低质量线发射星系可能不是重要的再电离源，希望如果这些是类似物的再电离源。我们还调查了我们的星系样本的结构，没有发现逃逸分数与不对称结构相关的证据。
2022-11-11 astro-ph.GA
Double-peaked Lyman-$α$ emission at z=6.803: a reionisation-era galaxy self-ionising its local HII bubble
本文报道了在平行于Abell 370的前沿场中，位于$z=6.803$，A370 p\_z1的一个星系中发现的双峰莱曼α轮廓。Lyman-$α$曲线（$Δv=101_{-19}^{+38} (\pm48)\,\text{km s}^{-1}$）的蓝峰和红峰之间的速度分离表明电离光子$> 59(51)\% (2σ)$的逃逸分数极高.光谱能量分布表明，一个年轻的（$50$ Myr），恒星形成（$12\pm 6 \, \rm{M}_\odot \rm{yr}^{-1}$）星系与IRAC过量意味着强[OIII]+H $β$发射。在测量的高逃逸分数的基础上，我们证明了A370p_z1能够单独产生足够大的电离气泡，以解释其莱曼α分布的蓝色分量。我们讨论A370 p\_z1是否可以代表一个更大的人口发光的$z\simeq7$双峰莱曼-α发射源与高逃逸分数，自电离的环境没有相关的紫外线微弱的来源的贡献。
2020-10-13 astro-ph.GA
High Lyman Continuum Escape Fraction in a Lensed Young Compact Dwarf Galaxy at $z=2.5$
本文介绍了利用HST WFC 3/F275 W紫外成像仪对一个红移为$z\approx2.5$的致密矮星系A2218-Flanking的观测结果。A2218-Flanking的恒星质量为$\log(M/M_{\odot}=9.14$，校正放大倍率后的SFR为12.5 $M_\odot$ yr $^{-1}$。这个星系有一个年轻的星系年龄为1.27亿年，紧凑的星系大小为$r_{1/2}=2.4$ kpc。HST紫外成像观测涵盖了A2218-Flanking的静止帧莱曼连续谱（LyC）发射（$\sim800$）。我们在F275 W图像中的A2218-Flanking中坚定地检测到（$14σ$）LyC发射。结合HST F606 W的图像，我们发现LyC的绝对逃逸分数为$f_{\rm abs,esc}>28-57\%$，这是基于1700和800欧姆之间的通量密度比（$f_{1700}/f_{800}$）。F275 W图像中LyC发射的形态被扩展，并且很好地遵循F606 W图像中UV连续形态的形态，表明$f_{800}$不是来自前景污染物。我们发现，具有高恒星形成率表面密度的区域具有较低的$f_{1700}/f_{800}$（较高的$f_{800}/f_{1700}$）比扩散区域，这表明LyC光子更有可能从具有密集恒星形成过程的区域逃逸。我们比较了有和没有LyC探测的星系的性质，发现LyC光…
2017-03-08 astro-ph.GA
Small Region, Big Impact: Highly Anisotropic Lyman-continuum Escape from a Compact Starburst Region with Extreme Physical Properties
本研究通过强引力透镜分析Sunburst Arc中小于100 pc的极端星暴区，揭示LyC经由恒星反馈形成的“铅笔束”通道高度各向异性逃逸，并解释视线效应造成的观测离散。
2023-08-16 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
The Synchrony of Production & Escape: Half the Bright Ly$α$ Emitters at $z\approx2$ have Lyman Continuum Escape Fractions $\approx50\%$
恒星形成星系的电离光子逃逸分数（LyC $f_{\rm{esc}}$）是再电离预算中最大的未知数。随机视线效应禁止直接分离的LyC泄漏从非泄漏在显着的红移。在这里，我们规避这种不确定性推断$f_{\rm{esc}}$与解决（R>4000）LyA配置文件从X-SHOOTER LyA调查在z=2（XLS-z2）。我们从$>0.2 L^{*}$ LyA发射体（LAE）的代表性样本中选择泄漏物（$f_{\rm{esc}}>20$ %）和非泄漏物（$f_{\rm{esc}}<5$ %）。这些子集的中值堆叠光谱覆盖1000-8000 μ m（静止帧），我们调查的条件为LyC $f_{\rm{esc}}$。我们发现泄漏与非泄漏之间的以下差异：（i）强星云CIV和HeII发射与未检测到，（ii）O32~8.5与~3，（iii）Ha/Hb表明无尘埃与E（B-V）~0.3，（iv）MgII发射接近系统速度与红移，光学厚MgII，（v）LyA $f_{\rm{esc}}$ ~50%与~ 10%。当最硬电离光谱的短寿命恒星发光时，泄漏点（O3+Hb~1100 μ m）的极端EW将LyC逃逸的特征时间尺度限制在~3-10 Myr爆发。泄漏的定义特征-极端电离的恒星种群，低柱密度，无尘，高电离态ISM -同时发生在$f_{\rm{esc}}>20\%$堆栈中，这表明它们是因果联系的，并激发了为什么像O32这样…
2021-10-22 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
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
Using Mg II Doublet to Predict the Lyman Continuum Escape Fraction from 14 HETDEX Galaxies
本文基于 Mg II 性质分析14个 HETDEX 星系，识别可能的 LyC 泄漏体并发现尘埃与逃逸率相关，为 HST/COS 和 JWST 检验提供预测。
2023-12-10 astro-ph.GA
Lyman-alpha opacities at z=4-6 require low mass, radiatively-suppressed galaxies to drive cosmic reionization
高红移的莱曼-α森林，特别是冈恩-彼得森槽，是再电离时代（EoR）发生的中性到电离的星系间介质（IGM）转变的最明确的标志。最近的研究，例如Kulkarni等人（2019 a）和Keating等人（2019），表明在重叠后再现观测到的莱曼α不透明度需要宇宙发射率的非单调演变：上升，在z=6时达到峰值，然后向前降低到z=4。考虑到星系的形成和宇宙恒星的形成率在这些时期仍然在不断上升，这样的演化是令人困惑的。在这里，我们使用新的RAMSES-CUDATON模拟表明，这样的峰值演化可能会自然发生在一个完全耦合的辐射流体动力学框架。在我们的基准运行中，z>6处的宇宙发射率主要由低质量（M $_{\rm DM}<2.10^9$ M $_{\odot}$）、高逃逸分数晕群控制，驱动再电离，直至重叠。接近z=6时，由于电离UV背景的上升，该群体被辐射抑制，并且其发射率下降。在此期间，高质量的晕人口建立和它的发射率上升，但不够快，以补偿低质量晕的调光，因为低逃逸分数。因此，这两个群体的电离发射率的组合自然导致宇宙发射率的上升和下降，从z=12到z=4，在z=6处达到峰值。另一种运行的特点是高质量晕的逃逸分数较高，随后在低质量下抑制，导致电离速率过冲，IGM过度电离，因此莱曼α不透明度过低。
2021-09-01 astro-ph.CO astro-ph.GA
