宇宙紫外重子调查(CUBS)IX:通过 O VI 吸收追踪恒星形成场矮星系周围富化的星系周与星系际介质
The Cosmic Ultraviolet Baryon Survey (CUBS) IX: The enriched circumgalactic and intergalactic medium around star-forming field dwarf galaxies traced by O VI absorption
Nishant Mishra, Sean D. Johnson, Gwen C. Rudie, Hsiao-Wen Chen, Joop Schaye, Zhijie Qu, Fakhri S. Zahedy, Erin T. Boettcher, Sebastiano Cantalupo, Mandy C. Chen… 展开作者
Nishant Mishra, Sean D. Johnson, Gwen C. Rudie, Hsiao-Wen Chen, Joop Schaye, Zhijie Qu, Fakhri S. Zahedy, Erin T. Boettcher, Sebastiano Cantalupo, Mandy C. Chen, Claude-André Faucher-Giguère, Jenny E. Greene, Jennifer I-Hsiu Li, Zhuoqi Will Liu, Sebastian Lopez, Patrick Petitjean
本文基于 CUBS 数据通过 O VI 吸收线研究恒星形成矮星系周围的 CGM/IGM,发现低质量系统在 z≲1 时能有效将大量金属保留在附近的星系周与星系际介质中。
摘要:
恒星形成矮星系较浅的势阱使其周围的星系周与星系际介质(CGM/IGM)成为研究被认为调节星系演化的流入与流出的灵敏实验室。我们展示了来自宇宙紫外重子调查(CUBS)的类星体视线中的新吸收线测量,这些视线探测了投影距离 <300 kpc 范围内的 91 个恒星形成场矮星系,这些星系的中位恒星质量为 log M_star/M_sun ≈ 8.3,红移范围为 0.077 < z < 0.73。在此红移范围内,CUBS 类星体光谱覆盖了一系列跃迁,包括 H I、低和中等电离金属离子(如 C II、Si II、C III 和 Si III)以及高电离 O VI。这项 CUBS-Dwarfs 调查使得在具有类似离子覆盖的情况下,样本量比过去的矮星系 CGM/IGM 研究大 9 倍。我们发现矮星系周围低和中等电离金属吸收很少见,这与以往对本星系矮星系的调查一致。相比之下,高电离 O VI 在穿过矮星系位力半径的视线中常被观测到,并且在投影距离为位力半径的 1-2 倍处,O VI 探测率也不可忽略。基于这些测量,我们估计 CGM/IGM 中含 O VI 的相态占据了矮星系金属预算的主要份额。吸收运动学表明,含 O VI 气体中相对适中的部分在形式上是未受束缚的。这些结果共同表明,z≲1 的低质量系统有效地将相当大一部分金属保留在附近的 CGM 和 IGM 中。
英文摘要:
The shallow potential wells of star-forming dwarf galaxies make their surrounding circumgalactic and intergalactic medium (CGM/IGM) sensitive laboratories for studying the inflows and outflows thought to regulate galaxy evolution. We present new absorption-line measurements in quasar sightlines probing within projected distances of $<300$ kpc from 91 star-forming field dwarf galaxies with a median stellar mass of $\log{M_\star/\rm{M_\odot}} \approx 8.3$ at $0.077 < z < 0.73$ from the Cosmic Ultraviolet Baryon Survey (CUBS). In this redshift range, the CUBS quasar spectra cover a suite of transitions including H I, low and intermediate metal ions (e.g., C II, Si II, C III, and Si III), and highly ionized O VI. This CUBS-Dwarfs survey enables constraints with samples 9$\times$ larger than past dwarf CGM/IGM studies with similar ionic coverage. We find that low and intermediate ionization metal absorption is rare around dwarf galaxies, consistent with previous surveys of local dwarfs. In contrast, highly ionized O VI is commonly observed in sightlines that pass within the virial radius of a dwarf, and O VI detection rates are non-negligible at projected distances of 1$-$2$\times$ the virial radius. Based on these measurements, we estimate that the O VI-bearing phase of the CGM/IGM accounts for a dominant share of the metal budget of dwarf galaxies. The absorption kinematics suggest that a relatively modest fraction of the O VI-bearing gas is formally unbound. Together, these results imply that low-mass systems at $z\lesssim 1$ effectively retain a substantial fraction of their metals within the nearby CGM and IGM.
Connection Between Galaxies and HI in the Circumgalactic and Intergalactic Media: Variation According to Galaxy Stellar Mass and Star-formation Activity
Discovery of a multiphase OVI and OVII absorber in the circumgalactic/intergalactic transition region
WHIM的重子含量的观测约束几乎完全依赖于FUV测量。然而,宇宙学,流体动力学模拟预测FUV和X射线吸收WHIM的空间分布之间的强相关性。在这项工作中,我们调查这一预测通过分析XMM-牛顿X射线对应的FUV检测星系际OVI吸收剂已知的FUSE和HST/STIS数据,并比较这些信息的预测模拟。我们研究了在$z=0.04579\pm0.00001$发现的TonS180视线FUV光谱中唯一显著检测到的OVI吸收体的红移处的X射线吸收。我们表征的OVI-OVIII吸收剂的光谱特性,并探讨背后的测量吸收电离过程。将观测结果与EAGLE模拟中预测的温热气体性质进行比较,以推断吸收器的物理条件。我们在$5σ$置信水平下检测到OVI和OVII吸收,而未检测到OVIII吸收。CIE建模将X射线吸收气体温度约束为$\,T_{CIE}$(K)$=6.22\pm0.05$与总氢柱密度$N_H=5.8_{-2.2}^{+3.0}\times Z_{sun}/Z_{abs}\times10^{19}$ cm $^{-2}$的对数。该模型预测的OVI柱密度与FUV中测量的一致,但我们对OVI线宽的限制表明> 90%的可能性FUV检测到的OVI来自不同的较冷的相。我们发现,所观察到的吸收体在于约两个因素进一步远离检测到的星系比在鹰类似的系统的情况下。了解类似于这项工作中考虑的系统的丰度有助于定义未来X射线望远镜W…
Magnetogenesis by galactic processes: impact on circumgalactic and intergalactic fields
Kavli IPMU (WPI), UTIAS, The University of Tokyo(东京大学 Kavli 宇宙物理数学研究所);Center for Data-Driven Discovery, Kavli IPMU (WPI), UTIAS, The University of Tokyo(东京大学 数据驱动发现中心);Kavli Institute for Particle Astrophysics & Cosmology (KIPAC), Stanford University(斯坦福大学 Kavli 粒子天体物理与宇宙学研究所)
The Keck Baryonic Structure Survey: Using foreground/background galaxy pairs to trace the structure and kinematics of circumgalactic neutral hydrogen at $z \sim 2$
Relationship between the Metallicity of the Circumgalactic Medium and Galaxy Orientation
本文研究了“多相星系晕巡天”中$47$、$z<0.7$星系周围环星系介质中气体金属丰度的几何分布。利用HST/COS和Keck/HIRES或VLT/UVES的类星体光谱组合,我们测量了CGM吸收线的柱密度或确定其极限。然后,我们使用Monte-Carlo马尔可夫链方法与多云估计冷(T $\sim$ $10^4$ K)CGM气体的金属丰度。我们也使用HST图像来确定宿主星系的倾角和类星体-星系的方位角。我们的样品跨越$13.8$ cm s $^{-1}<{\log N_{HI}}<19.9$ cm s $^{-1}$的HI柱密度范围。我们发现(1)当金属丰度分布呈现双峰分布时,Hartigan浸渍检验不能排除单峰分布($0.4σ$)。(2)CGM金属丰度是独立的晕质量,跨越三个数量级在固定的晕质量。(3)CGM金属丰度不依赖于星系的方位角和倾角,而与HI柱密度、碰撞参量和星系颜色无关。(4)电离参数与方位角无关。我们认为,部分莱曼极限金属丰度双峰不是由空间方位双峰驱动。我们的研究结果是一致的模拟CGM是复杂的,流出,吸积,和再循环气体在$z<0.7$均匀。在所有方向的低金属气体的存在表明,冷流的吸积细丝不一定与星系平面在低红移或星系际转移可能占主导地位。最后,我们的研究结果支持模拟表明,强金属吸收可以掩盖存在的低金属气体的综合线的视线CGM金属丰度。
Quasars and the Intergalactic Medium at Cosmic Dawn
类星体在宇宙黎明提供了强有力的探测宇宙中最早的超大质量黑洞(SMBH)的形成和生长,它们与星系和结构形成的联系,以及星系际介质(IGM)在再电离时期(EoR)的演化。在宇宙历史的头十亿年里,已经发现了数百个类星体,类星体的红移边界扩展到z~7.6。对类星体在宇宙黎明的观测表明:(1)在z>5时,亮类星体的数密度呈指数下降,表明最早的类星体出现在z~10时;它们的平均光谱能量分布没有强烈的演化,表明活动星系核环境的迅速建立。(2)在z>7.5时,已经存在了10亿个太阳质量的黑洞;它们必须在不到7亿年的时间内形成和生长,通过大量早期黑洞种子与高效和持续的吸积相结合。(3)类星体的快速增长伴随着强烈的恒星形成和反馈活动,在其宿主星系,这表现出不同的形态和动力学性质,与典型的动力学质量低于本地BH/星系标度关系所暗示的。(4)类星体光谱中的HI吸收探测到宇宙再电离的尾端在z~5.3-6,并指出EoR的中点在6.9 < z < 7.6,IGM电离的空间起伏很大。重元素吸收线的观测表明,环银河系介质也经历了其电离结构和金属富集在EoR的演变。
Constraints on the Hot Circumgalactic Medium around Nearby L* Galaxies from SRG/eROSITA All Sky Survey
School of Astronomy and Space Science, Nanjing University(南京大学天文与空间科学学院);Key Laboratory of Modern Astronomy and Astrophysics, Nanjing University(南京大学现代天文与天体物理重点实验室);Institute of Science and Technology for Deep Space Exploration, Suzhou Campus, Nanjing University(南京大学苏州校区深空探测研究院)
A Detection of Circumgalactic Dust at Megaparsec Scales with Maximum Likelihood Estimation
Northeastern University(东北大学);Jet Propulsion Laboratory, California Institute of Technology(加州理工学院喷气推进实验室);Université Paris Cité, CNRS, Astroparticule et Cosmologie(巴黎西大,法国国家科学研究中心,粒子与宇宙学)
Disentangling the galactic and intergalactic components in 313 observed Lyman-alpha line profiles between redshift 0 and 5
Observatori Astronòmic de la Universitat de València(瓦伦西亚大学天文台);Departament d’Astronomia i Astrofísica, Universitat de València(瓦伦西亚大学天文学与天体物理学系);Universität Heidelberg(海德堡大学);Max Planck Institute for Astrophysics(马克斯·普朗克天体物理学研究所);Tsinghua University(清华大学);IFCA-CSIC/Universitat de València(坎塔布里亚物理研究所CSIC-瓦伦西亚大学联合单位);Instituto de Física de Cantabria (CSIC-UC)(坎塔布里亚物理研究所)