Probing the Epoch of Reionization with the Lyman Alpha Forest at z~4-5
不均匀的宇宙学再电离过程在z=4-5的星系际介质中留下了有形的印记。莱曼α森林通量功率谱提供了一个潜在的强大的探测时代的再电离。利用现有的SDSS I/II类星体样品，在没有其他物理过程影响Lyman α通量功率谱的情况下，利用z=4.5 ± 0.5处的Lyman α森林吸收谱，可以在~7 σ水平上区分两种宇宙学再电离方案，一种在z=6处完成再电离，另一种在z=9处完成再电离.红移范围z=4-5可能提供最好的窗口，因为仍然有足够的透射通量和类星体来测量通量波动的精确统计，并且IGM仍然保留了大量的再电离记忆。
2009-07-09 astro-ph.CO astro-ph.GA
JADES: Primaeval Lyman-$\mathrmα$ emitting galaxies reveal early sites of reionisation out to redshift $z \sim 9$
针对再电离早期暗弱源贡献及电离气泡的认知空白，本研究通过JWST/NIRSpec在JADES巡天中发现三个z>8的极遥远LAEs，揭示其特征及对再电离气泡的贡献，证实遥远LAEs是再电离早期的有效探测工具。
2024-11-27 astro-ph.GA
Extended red wings and the visibility of reionization-epoch Lyman-$α$ emitters
本研究通过Azahar模拟发现大质量再电离星系的本征Lyα发射具有显著延展红翼，并合、视角及物理模型均影响其可见性，对推断中性氢比例具有重要意义。
2025-07-27 astro-ph.GA
The Web Epoch of Reionization Lyman-$α$ Survey (WERLS) I. MOSFIRE Spectroscopy of $\mathbf{z \sim 7-8}$ Lyman-$α$ Emitters
本文介绍了 WERLS 巡天首批结果，利用 Keck 望远镜在 JWST 深场中对再电离时代的明亮星系进行光谱观测，探测到 11 个 z~7-8 莱曼-α发射体，产率约 13%，为研究宇宙再电离过程和质量分布提供了重要工具。
2023-09-13 astro-ph.GA
JADES: The production and escape of ionizing photons from faint Lyman-alpha emitters in the epoch of reionization
本研究基于JADES数据分析了17个z>6微弱Lyα发射星系，发现其电离光子产生效率不随红移强烈演化且逃逸分数随红移下降，并推导了光子输出与星系性质的相关性以约束其对宇宙再电离的贡献。
2024-02-20 astro-ph.GA
Influence of the Spectral Energy Distribution of Reionization-Era Sources on the Lyman-$α$ Forest
Ludwig-Maximilians-Universität München (LMU)（慕尼黑路德维希-马克西米利安大学）；Univ Lyon, Univ Lyon1, Ens de Lyon, CNRS, CRAL UMR5574（里昂大学，里昂第一大学，巴黎高等师范学校里昂分校，法国国家科学研究中心，CRAL）；School of Physics and Astronomy, University of Nottingham（诺丁汉大学物理与天文学学院）；SISSA - International School for Advanced Studies（国际高等研究学院）；INFN – National Institute for Nuclear Physics（意大利国家核物理研究所）；IFPU, Institute for Fundamental Physics of the Universe（宇宙基础物理研究所）；INAF, Osservatorio Astronomico di Trieste（的里雅斯特天文台）；ICSC - Centro Nazionale di Ricerca in High Performance Computing, Big Data e Quantum Computing（高性能计算、大数据和量子计算国家研究中心）；Kavli IPMU (WPI), UTIAS, The University of Tokyo（东京大学 Kavli 宇宙粒子与宇宙学研究所）；Center for Data-Driven Discovery, Kavli IPMU (WPI), UTIAS, The University of Tokyo（数据驱动发现中心）
研究电离时期源的光谱能量分布对Lyman-α森林的影响，通过模拟不同SED模型探讨其对星际介质和森林结构的作用。
2026-01-24 astro-ph.GA
Lyman-alpha and CIII] Emission in z=7-9 Galaxies: Accelerated Reionization Around Luminous Star Forming Systems?
我们讨论了Roberts-Borsani等人（2016）在z~7-9处选择的四个发光星系的新Keck/MOSFIRE光谱观测。先前的后续行动揭示了四个星系中的两个中的莱曼α。我们新的MOSFIRE观测结果证实了莱曼α存在于整个样品中。我们在COS-zs 7 -1中检测到莱曼α发射，确认其红移为z=7.154，我们在EGS-zs 8 -2中检测到莱曼α，z=7.477，验证了早期研究中提出的试验性检测。考虑到IGM在7<z<9范围内可能显着中性，Lyman-alpha在该样本中的普遍存在令人困惑。为了更详细地研究这一结果，我们已经发起了一项运动，以四个莱曼α发射器中的UV金属发射作为莱曼α辐射场和速度偏移的探测器。在这里，我们在EGS-zs 8 -1中检测到强烈的CIII]发射，这是一个来自该样本的星系，先前显示在z=7.73处具有莱曼α。光电离模型表明，需要一个强的辐射场和低的金属丰度再现强烈的CIII]和光学线发射。我们认为，这种极端的辐射场很可能会影响当地的环境，增加莱曼α通过星系的传输。此外，CIII的质心]表明莱曼α从系统值红移了340 km/s。这个速度偏移比在不太明亮的系统中看到的要大，这为莱曼α发射通过IGM的传输提供了额外的解释。由于这种系统可能也位于具有最大电离泡的密集区，因此透射率进一步增强，莱曼α在z>7处的可见度预计将强烈依赖于光度，最有效的透射发生在具有强…
2016-06-03 astro-ph.GA
Lyman-$α$ forest 1D flux power spectrum constraints on QSO-assisted reionization models
University of Hertfordshire（赫特福德大学）；University of Edinburgh（爱丁堡大学）
利用 Lyman-$\alpha$ 森林功率谱约束 QSO 辅助再电离模型，发现 HeIII 区域温度提升改善拟合，并排除部分微弱 QSO 群体。
2026-09-16 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
Lyman-$α$ Visibility During the Epoch of Reionization: Combining JWST FRESCO Grism Data with Keck Archival Spectroscopy
Anton Pannekoek Institute for Astronomy（安顿·潘内科克天文学研究所）；Institute of High-Energy Physics（高能物理研究所）；University of Amsterdam（阿姆斯特丹大学）；MIT Kavli Institute for Astrophysics and Space Research（麻省理工学院卡弗里天体物理学与空间研究所）；Department of Astronomy, University of Geneva（日内瓦大学天文学系）；Cosmic Dawn Center (DAWN)（宇宙黎明中心）；Niels Bohr Institute, University of Copenhagen（哥本哈根大学尼尔斯·玻尔研究所）；Institute of Science and Technology Austria (ISTA)（奥地利科学与技术研究所）
研究利用JWST FRESCO数据与Keck存档光谱数据，探讨Lyman-α发射体在再电离时期的可见性，发现其环境与[OIII]发射体相似，但其他因素可能影响其可见性。
2025-12-05 astro-ph.GA
Confirmation of a Steep Luminosity Function for Lyman-alpha Emitters at z = 5.7: A Major Component of Reionization
我们报告的第一个直接和强大的测量的模糊端斜率的莱曼α发射器（LAE）光度函数在z = 5.7。候选LAEs从低光谱分辨率盲搜索与IMACS麦哲伦巴德的目标是在更高的分辨率，以区分高红移LAEs从前景星系。在我们的42个单发射线系统中，除了2个之外，所有的系统都有通量F $< 2.0 \times 10^{-17}$ ergs s $^{-1}$ cm $^{-2}$，这使得这些是在z = 5.7的样品中观察到的最暗的发射线，具有已知的完整性，这是确定LAE光度函数的暗端斜率的基本性质。我们发现了13个LAE和29个前景星系，与Dressler等人（2011 a）预测的前景计数模型非常一致，Dressler等人（2011 a）曾被用来估计LAE光度函数的弱端斜率$α$ = -2.0。在通量间隔F = $2-20 \times 10^{-18}$ ergs s $^{-1}$ cm $^{-2}$内，32%的LAE分数，LAE/（LAE+前景），将光度函数的暗端斜率限制为-2.35 < $α$ < -1.95（1- $σ$）。我们展示了如何陡峭的LF应该提供，我们的观察的限制，超过20%的必要的流量，以保持电离在z=5.7，与因子的十外推通量达到55%以上。除此之外，Lyman Break Gallium M $_{UV} \le$-18也有类似贡献。我们认为，这预示着一个足够的供应莱…
2015-04-23 astro-ph.GA
Lyman Alpha Galaxies in the Epoch of Reionization (LAGER): Spectroscopic Confirmation of Two Redshift ~ 7.0 Galaxies
我们用光谱学方法确认了两个红移为7.0 Ly的窄带选择性$α$星系，并研究了它们的剩余框架紫外光谱。Ly $α$和其他紫外星云谱线对确认星系红移和诊断驱动电离辐射的不同机制是非常有用的。我们在麦哲伦望远镜上用IMACS在LAGER Chandra深场南（CDFS）场中观察到两个窄带选择的$z$ =7.0 Ly $α$候选者，并证实它们是$z$ =6.924和6.931的Ly $α$发射体。在一个星系中，我们还获得了深近红外光谱，这产生了高电离紫外线星云线的非检测。我们从NIR光谱测量了CIV] $λ$ 1548/Ly $α$、HeII] $λ$ 1640/Ly $α$、OIII] $λ$ 1660/Ly $α$和CIII] $λ$ 1909/Ly $α$的比率上限。这些上限意味着在这个星系的电离辐射是由正常的恒星形成，而不是活动星系核占主导地位。
2019-03-21 astro-ph.GA
Intergalactic Lyman-$α$ haloes before reionization are detectable with JWST
本文利用JWST观测到的紫外光度并结合数据驱动方法，预测了再电离时期星系际莱曼-α晕的可探测性，发现单个亮晕可在z≲9被探测，堆叠约10个晕可探测至z∼16，为揭示中性星系际氢提供途径。
2024-10-03 astro-ph.CO astro-ph.GA
Distinguishing AGN from starbursts as the origin of double peaked Lyman-Alpha Emitters in the reionization era
本文讨论了最近在莱曼α发射体（LAEs）中观测到的活动星系核（AGN）再电离（$z \gtrsim 6.5$）时期双峰轮廓的可能起源。结合这些星系中蓝峰速度偏移估计的$α$近区的范围，以及类星体在$z \gtrsim 6$的电离发射率，我们预测了活动星系核产生双峰轮廓所需的内禀紫外和X射线光度。我们还通过将活动星系核的亮度与这些时期类似类星体样本的亮度进行比较来估计活动星系核的遮蔽程度。未来的X射线和射电观测，以及那些与${James \ Webb \ Space \ Telescope}$，将是有价值的工具，以测试活动星系核的贡献，高红移LAEs的星系间尺度电离区。
2021-01-22 astro-ph.CO astro-ph.GA
The relationship between IGM Lyman-alpha opacity and galaxy density near the end of reionization
本研究通过观测两个高透射类星体视线方向的LAE密度，结合文献数据探究再电离末期IGM Lyα不透明度与星系密度的关联，发现高不透明天区普遍低密度，低不透明天区的结果与现有模型存在张力，为电离背景演化和再电离相关气体温度效应提供了观测约束。
2023-08-24 astro-ph.GA
Large Opacity Variations in the High-Redshift Lyman-alpha Forest: the Signature of Relic Temperature Fluctuations from Patchy Reionization
最近对莱曼-α森林的观测显示星系间莱曼-α不透明度的大尺度空间变化，在z>5时随着红移的快速增长，远远超过了经验模型的预期。以前的研究试图用电离背景的空间涨落来解释这种过剩，但发现这需要极其罕见的源或电离光子的平均自由程的低值。在这里，我们报告说，大部分-或可能所有-观察到的过量可能来自残余的空间变化的温度，这是一个不可避免的副产品的一个补丁和扩展的再电离过程。以这种方式产生的不透明度波动的幅度取决于再电离的时间和持续时间。如果整个过剩是由于温度变化单独，所观察到的波动幅度有利于一个后期结束，但延长再电离过程，大约是一半完成的z~9和结束在z~6。在这种情况下，最高的不透明度出现在最早重新电离的区域，因为它们有最多的时间冷却，而最低的不透明度出现在最近重新电离的温暖区域。这种对应关系可能为斑片状再电离打开了一个新的观测窗口。
2015-12-01 astro-ph.CO astro-ph.GA
Lyman continuum leakage versus quenching with the James Webb Space Telescope: The spectral signatures of quenched star formation activity in reionization-epoch galaxies
本文研究了恒星形成率（SFR）下降对再电离期（EoR）星系光谱的影响，以及由此产生的具有极端莱曼连续统泄漏光谱特征的简并度。为了研究这些影响的波长范围内相关的即将到来的詹姆斯韦伯太空望远镜（JWST），我们利用合成光谱的模拟EoR星系从宇宙学模拟与合成光谱的部分淬火模拟星系。我们发现，快速下降的SFR的EoR星系可能会严重影响的方法，利用等效宽度的巴耳末线和紫外光谱斜率来评估逃逸分数的EoR星系的适用性。为了确定上述简并是否可以通过使用光谱的整体形状来避免，我们生成模拟NIRCam观测，并利用分类算法来识别已经经历淬火的星系。我们发现，虽然有问题的情况下，JWST/NIRCam或NIRSpec应该能够可靠地识别星系的红移$z\sim 7$经历了一个显着的减少，在过去的5 - 1亿年的SFR（由一个因素10-100）与成功率$\gtrsim 85\%$。我们还发现，尘埃红化效应对EoR星系的不确定性显着影响的分类算法的结果的性能。我们认为，研究的目的是表征尘埃消光法最具代表性的EoR将是非常有用的。
2018-07-24 astro-ph.GA
Reionization in Protocluster Environments at $z>7$ with JWST/NIRSpec
Jodrell Bank Centre for Astrophysics, University of Manchester（曼彻斯特大学约德尔银行天体物理学中心）
研究z>7时期原团簇在再电离中的作用，通过JWST/NIRSpec观测发现原团簇具有更高的离子化光子生产效率和OIII/Hβ比值，但Lyα发射较弱，表明再电离过程受环境影响显著。
2026-04-28 astro-ph.GA
Reionization with star-forming galaxies: insights from the Low-z Lyman Continuum Survey
从星系逃逸的电离光子的分数，$f_{esc}$，是在同一时间的再电离建模和一个非常鲜为人知的量，特别是在高红移的一个关键参数。最近的观测开始限制低z恒星形成星系中的$f_{esc}$值，但这种比较的有效性仍有待验证。在高z应用$f_{esc}$和低z莱曼连续统巡天的紫外斜率趋势之间的经验关系，我们使用DELPHI半解析星系形成模型来估计高z星系的全球电离发射率，我们使用它来计算由此产生的再电离历史。我们发现，全球电离发射率和再电离历史符合观测约束。假设低z相关性在再电离时期保持不变，我们发现具有$-16 \lesssim M_{UV} \lesssim -13.5$的星系是再电离的主要驱动者。我们在z= 4.5，6，8处导出总体平均的$\langle f_{esc} \rangle \simeq 8\%, 10\%, 20\%$。
2022-12-12 astro-ph.CO astro-ph.GA
Constraining Reionization with Lyman Alpha Emitting Galaxies
中性弥漫星系际气体存在于再电离时期（EoR）抑制了背景星系发射的莱曼α（Lya）通量。在这一章中，我总结了越来越多的观测支持的说法，星系在z>6时发射的Lya光子被干预的HI气体抑制。我描述的关键物理过程中影响Lya转移EOR。我认为，尽管与这个复杂的多尺度问题的不确定性，在Lya发射星系在z=0-6的数据强烈表明，观察到的减少Lya流量从星系在z>6是由于额外的干预HI气体。主要的问题是，在扩散中性IGM中，这种额外的HI气体占多大比例。我总结了如何在现有的和即将到来的仪器未来的调查，预计将大大减少现有的观测不确定性。有了这些改进的数据，我们将有可能确定Lya发射星系的再电离。
2015-11-04 astro-ph.CO astro-ph.GA
Lyman-alpha radiation hydrodynamics of galactic winds before cosmic reionization
Lyman α（Lyα）辐射压对星系形成的动力学影响取决于Lyα光子与中性氢气之间动量传递的速率和持续时间。虽然光子捕获有可能使有效力倍增，但来自恒星源的电离辐射可能会在明显影响宿主星系的运动学或有效地将Lyα光子耦合到外流之前减轻Lyα压力。通过将COLT程序与球对称拉格朗日坐标系流体动力学耦合，对高$z$星系环境进行了Lyα辐射-流体动力学自洽模拟.在一维近似下，精确但计算量大的Monte-Carlo辐射转移计算是可行的。最初的星爆驱动着一个从中心膨胀的气体壳层，在某些情况下，Lyα反馈显著地提高了壳层的速度。对于位力质量为$M_{\rm vir} \lesssim 10^8~{\rm M}_\odot$的原星系，仅辐射反馈就能将重子喷射到星系际介质中。我们比较了具有$10^5$ K黑体辐射的星族III星的Lyα特征和具有非热康普顿厚谱的直接坍缩黑洞的Ly α特征，发现如果Lyα谱是由Lyα辐射驱动的风推动的气体形成的，则存在实质性差异。对于这两个源，从星系中出来的通量被IGM重新处理，使得观测到的Lyα光度显着降低，Lyα峰值的时间平均速度偏移向红移动。
2016-10-25 astro-ph.GA
Inside the bubble: exploring the environments of reionisation-era Lyman-$α$ emitting galaxies with JADES and FRESCO
本研究利用 JADES 和 FRESCO 数据分析了 17 个再电离时代 LAE 的环境，发现其 Ly$α$ 辐射需要尺寸约 0.1-1 pMpc 的电离气泡，且低光度源在产生这些气泡中起重要作用。
2024-01-03 astro-ph.GA
Models of the Cosmological 21 cm Signal from the Epoch of Reionization Calibrated with Lyman-alpha and CMB Data
在这里，我们提出了21厘米的预测，从高动态范围模拟的范围内的再电离的历史，已被测试对可用的莱曼α和CMB数据。我们正在进行的和即将到来的实验中的再电离的后期阶段的限制，其中氢自旋温度显着大于CMB温度的预测空间21厘米波动的可观测性进行评估。与现有的莱曼α数据和宇宙微波背景辐射测量的汤姆逊光学厚度一致的模型预测，在红移z=7--10的情况下，21 cm亮温的方差在10--20 mK^2之间，这是正在进行的和即将进行的实验所能达到的尺度（k < 1 h/cMpc）。这仅仅是比正在进行的信号均方根值实验所声称的灵敏度低几个系数。我们的再电离历史的不同模型作出了显着不同的预测红移的演变，从而21厘米功率谱的频率依赖性，并应容易辨别的LOFAR（后来HERA和SKA 1）在其设计灵敏度。我们的模拟有足够的分辨率来评估高密度莱曼极限系统的影响，这些系统可以自我屏蔽电离辐射，即使周围的氢高度电离，也能保持21厘米的亮度。我们的模拟预测，包括在高度电离的区域中的自保护气体的影响，减少了约30%的大规模21厘米的功率。
2016-09-12 astro-ph.CO astro-ph.GA
Helium Reionization from Empirical Quasar Luminosity Functions before and after JWST
本文将经验QLF与流体动力学及三维多频辐射转移模拟结合，研究氦再电离历史、He II Lyman-α森林统计特征，并评估JWST高红移AGN的影响。
2024-06-12 astro-ph.GA
Unveiling the Phase Transition of the Universe During the Reionization Epoch with Lyman-alpha
再电离时代（6 < z < 10）标志着我们宇宙中第一个大星系成长成熟并开始影响周围宇宙的时期。大质量恒星和潜在的吸积超大质量黑洞使宇宙充满了电离辐射，烧掉了自复合（z~1000）以来充满星系际介质（IGM）的中性气体薄雾。这一过程的演变限制了这些最早的光源的关键特性，因此在观测上限制再电离是未来十年的一个关键科学目标。从光度学确定的星系中测量莱曼α辐射是一个高度限制的再电离探测器，因为中性IGM会共振散射这些光子，降低可探测性。虽然8- 10米望远镜已经完成了大量的工作，但这些观测需要超大型望远镜（ELT）;今天10米级望远镜的通量极限仅足以观测已知最亮的星系（m < 26）。用巨型麦哲伦望远镜（GMT）和30米望远镜（TMT）进行的超深探测将能够探测到比今天最深探测微弱2-3个星等的星系的莱曼α辐射。GMT上的宽场光纤光谱学与TMT上的窄场AO辅助狭缝光谱学相结合，将能够探测整个再电离时期电离气泡的预期大小，随后使用宽场红外空间望远镜进行度尺度深度成像调查。这些数据将提供第一个解决莱曼α为基础的地图的电离星系际介质在整个时代的再电离，约束模型的时间和空间演变的这种相变。
2019-03-11 astro-ph.CO astro-ph.GA
Stacking 21-cm Maps around Lyman-$α$ Emitters during Reionization: Prospects for a Cross-correlation Detection with the Hydrogen Epoch of Reionization Array
本研究利用HERA仪器叠加LAEs周围的21厘米图像，预测交叉相关信号探测前景，表明约50个LAEs样本即可约束再电离历史，为未来联合分析奠定基础。
2025-10-08 astro-ph.CO astro-ph.GA
JADES: Discovery of extremely high equivalent width Lyman-alpha emission from a faint galaxy within an ionized bubble at z=7.3
本研究借助JWST观测发现红移z=7.3的暗弱莱曼α发射星系JADES-GS-z7-LA，其具有极高莱曼α等值宽度，推测它处于大尺度电离泡重叠的高密度区，为宇宙再电离时期的电离泡演化提供了直接观测证据。
2023-09-14 astro-ph.CO astro-ph.GA
Modelling of Lyman-alpha Emitting Galaxies and Ionized Bubbles at the Era of Reionization
了解Ly $α$发射星系（LAEs）是揭示宇宙再电离和早期宇宙星系形成的关键。基于晕合并树和Ly $α$辐射传输计算，我们模拟了LAEs的红移演化及其在$z \ge 6$的观测特性。我们认为电离气泡与个人LAEs和IGM传输的Ly $α$光子。我们发现Ly $α$光度与晕质量和恒星质量密切相关，而与恒星形成率的关系存在较大的离散度。将我们的模型与Konno等人观察到的光度函数进行比较，我们认为$z \sim 7$的LAEs具有$V_{\rm out} \gtrsim 100~\rm km\, s^{-1}$的银河风和$N_{\rm HI} \gtrsim 10^{20}~\rm cm^{-2}$的HI柱密度。随着红移的增加，明亮LAEs的数密度迅速下降，这是由于恒星形成速率较低和HII气泡较小。我们的模型预测，未来广泛的深调查与下一代望远镜，如JWST，E-ELT和TMT，可以检测LAEs在$z \sim 10$与数密度为$n_{\rm LAE} \sim {\rm a~few~} \times10^{-6} ~\rm Mpc^{-3}$的通量灵敏度的$10^{-18} ~\rm erg\, cm^{-2}\, s^{-1}$。通过将这些调查与未来的21厘米观测相结合，有可能在$z \sim 10$上探测到具有$L_{Lyα} \gtrsim 10^{42}~\rm erg~s^{…
2017-12-22 astro-ph.GA
The JWST/PASSAGE Survey: Testing Reionization Histories with JWST's First Unbiased Survey for Lyman alpha Emitters at Redshifts 7.5-9.5
本研究利用JWST/PASSAGE无偏巡天在红移7.5-9.5探测到4个Lyα发射体，发现光度函数下降小于预期，表明星系位于大电离气泡中，并揭示了LAE分布的场间变化，对再电离历史有重要约束。
2025-02-26 astro-ph.GA
First Results from the Lyman Alpha Galaxies in the Epoch of Reionization (LAGER) Survey: Cosmological Reionization at z ~ 7
我们目前的第一个结果，从正在进行的LAGER项目（莱曼阿尔法星系在时代的再电离），这是最大的窄带调查$z \sim$ 7星系的日期。使用专门为NOAO/CTIO 4米布兰科望远镜上的超级大面积暗能量相机（DECam）建造的窄带滤波器NB 964，LAGER在3 deg PDMATHAMN COSMOS领域收集了34小时的NB 964窄带成像数据。我们已经确定了23个莱曼阿尔法Ehrman（LAE）候选人在$z$ = 6.9在中央2度$^2$区域，其中DECam和公共COSMOS多波段图像存在。由此产生的光度函数可以被描述为一个Schechter函数，在亮端有一个显著的过量（4个星系的$L_{Lyα} \sim $ 10 $^{43.4\pm0.2}$ erg s $^{-1}$）。在$L_{Lyα}\sim$ 10 $^{43.4\pm0.2}$和$^{-1}$处的数密度与z= 6.6相比几乎没有变化，而在较暗的$L_{Lyα}$处，数密度显著降低。总的来说，我们看到Ly $α$光度密度从$z$ = 5.7减少到6.9。结合一个更温和的演变的连续紫外线光度密度，这表明一个因素的$\sim 3$抑制的Ly $α$通过辐射传输通过$z \sim$ 7星系际介质（IGM）。它表明IGM中性分数$x_{HI}$ $\sim$为0.4- 0.6（假设Ly $α$速度偏移为100-200 km…
2017-06-14 astro-ph.CO astro-ph.GA
Rapid Decline of Lyman-alpha Emission Toward the Reionization Era
观测到的z>6.5的强莱曼α发射星系的亏损归因于星系际介质（IGM）中中性氢的增加和/或星系性质的演变。为了研究这一点，我们使用Mosfire对z>7星系进行了非常深的近红外光谱分析。我们使用两种方法测量z~8处的莱曼α分数（z=7.7处的组合光度红移峰）。首先，我们使用广泛的模拟直接推导出NLyα/Ntot，以纠正不完整性。其次，我们使用了贝叶斯形式（由Treu等人在2012年引入），将z>7的星系光谱与z~6的莱曼α等效宽度（WLyα）分布模型进行了比较。我们探索了两个简单的演化场景：平滑演化，其中莱曼α在所有星系中以恒定的因子衰减（可能是由于星系演化过程或IGM不透明度缓慢增加），以及斑块演化，其中莱曼α在某些部分的星系中被阻挡（可能是由于IGM仅沿某些部分的视线不透明）。与直接方法相比，贝叶斯形式主义具有更强的约束条件。将我们的数据与文献中的数据相结合，我们发现在z~8处，与z~6值相比，使用平滑和斑块场景时，莱曼α分数下降了>3倍（84%置信区间）。此外，我们发现了一个初步的证据表明，数据有利于补丁的情况下顺利（与“积极”贝叶斯证据），扩大在z~7观察到更高的红移的趋势。如果这种减少是理论预测的再电离的结果，那么我们的数据意味着IGM中的体积平均中性氢分数>0.3，这表明宇宙的再电离正在进行中。
2014-09-24 astro-ph.CO astro-ph.GA
Constraining Reionization in Progress at z=5.7 with Lyman-$α$ Emitters: Voids, Peaks, and Cosmic Variance
一些独立的观测表明，在$z=7$星系际介质是显着的中性和再电离，也许，在$z=5.7$仍在进行中。窄带巡天SILVERRUSH已经在这些红移上绘制了$2,000$莱曼- $α$发射体（LAEs）。以前的分析假设再电离在$z=5.7$结束，但这个数据实际上可能是最后一个中性岛被归入宇宙空洞时再电离的最后阶段。出于这些发展，我们重新审视LAE空隙和峰值的统计和他们的能力，约束再电离。我们构建模型的LAE分布在（1 Gpc $/h$）$^3$卷，跨越一系列中性馏分在$z=5.7$和6.6。具有较高中性分数的模型显示出在LAE分布中发现孔的概率增强。当比较模型在固定的平均表面密度，但是，LAEs模糊的中性气体在空隙中必须由可见LAEs其他地方补偿。因此，在这些模型中，发现过密峰的可能性也在再电离的后半部分中增强。与广泛使用的角度两点相关函数（2 PCF）相比，我们发现，空概率函数（VPF）提供了一个更敏感的测试模型在后半部分的再电离。通过比较，在中性分数$\sim 50\%$下，VPF和简单峰值阈值统计量在约束功率方面都类似于2 PCF。最后，我们发现在SILVERRUSH场中观测到的宇宙方差和大尺度不对称性与$Λ$ CDM宇宙中的大尺度结构是一致的。
2020-11-06 astro-ph.CO astro-ph.GA
Constraining Reionization with the $z \sim 5-6$ Lyman-$α$ Forest Power Spectrum: the Outlook after Planck
普朗克报告的CMB电子散射光学深度的最新测量结果显着减少了HI再电离模型的允许空间，指向一个较晚结束和/或较短的延长相变比以前认为。再电离脉冲加热星系际介质（IGM）到$\sim10^4$ K，由于扩散气体中的冷却和动力学时间较长，与哈勃时间相当，再电离加热的记忆被保留下来。因此，后期结束的再电离对$z\sim5-6$ Lyman-$α$（ly $α$）森林的结构具有重要意义。使用国家的最先进的流体动力学模拟，使我们能够改变再电离及其相关的热注入的时间，我们认为，现存的热再电离的签名可以通过检测在$5< z<6$的Ly $α$森林功率谱。这是因为功率的小规模切断不仅取决于这些时期的IGM温度，而且对IGM全热历史设定的压力平滑尺度特别敏感。比较我们不同的再电离模型与现有的测量在$z=5.0-5.4$的Ly $α$森林通量功率谱，我们发现，模型满足普朗克的$τ_e$，约束有利于适量的热注入与星系驱动的再电离一致，但不利于类星体驱动的情况。我们探讨了不同的再电离历史和加热模型对功率谱形状的影响，并发现它们可以产生类似的效果，但认为这种简并可以用足够高质量的数据来打破。我们研究了在$z\simeq 6$使用模拟类星体光谱测量通量功率谱的可行性，并得出结论，一个样本的$\sim10$高分辨率光谱与可达到的信噪比将允许区分不同的再电离方案。
2019-04-27 astro-ph.CO astro-ph.GA
Constraints on the Epoch of Reionization with Roman Space Telescope and the Void Probability Function of Lyman-Alpha Emitters
研究利用Roman空间望远镜深度光谱巡天结合Lyman-α发射体的空洞概率函数，量化了不同IGM电离情景下的聚集特征，发现13-16平方度巡天能对再电离时期提供大于5-8σ的稳健限制。
2023-04-04 astro-ph.CO astro-ph.GA
Lyman Alpha Emitting Galaxies as a Probe of Reionization
再电离时代（EoR）是我们宇宙演化的一个里程碑。在EoR期间存在的恒星形成星系可能会以Lyman Alpha（Lya）线发射其辐射光度的显着部分（约5-40%）。然而，在EoR期间存在的中性星系际气体对在这个时期从星系逃逸的Lya发射是不透明的，这使得它很难被观察到。中性星系际介质（IGM）因此可能会通过抑制来自背景星系的Lya通量来揭示自己。有趣的是，现在在z >6的星系中观察到观测到的Lya通量“突然”减少。这篇评论包含了Lya辐射过程的详细总结：我描述了（i）主要的Lya发射过程，包括碰撞激发和复合（并推导出著名的因子“0.68”），和（ii）基本的辐射转移概念，包括例如部分相干散射、频率扩散、共振与机翼散射，光学厚相对于“极”光学厚（静态/流出/塌陷）介质和多相介质。在此审查之后，我推导出的Gunn-Peterson光学深度的IGM在（非均匀）再电离和后再电离的表达式。然后，我描述了为什么目前的观察似乎需要一个非常快速的演变的体积平均中性部分的氢在现实的非均匀再电离模型的背景下，并讨论在这种解释的不确定性。最后，我描述了现有的和未来的调查和仪器可以帮助减少这些不确定性，并允许我们充分利用Lya发射星系作为EoR的探测器。
2014-08-05 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$f_{esc}\…
2018-04-18 astro-ph.GA
The galaxy-IGM connection in THESAN: the physics connecting the IGM Lyman-$α$ opacity and galaxy density in the reionization epoch
利用THESAN模拟研究再电离末期类星体视线莱曼-$\alpha$光学深度与星系分布的联系，揭示其对红移相关距离处星系的敏感性，并探讨电离源和暗物质性质的影响。
2025-08-11 astro-ph.CO astro-ph.GA
An Empirical reionization history model inferred from the low-redshift Lyman continuum survey and the star-forming galaxies at $z>8$
本文通过分析z>8星系样本，构建逻辑回归和经验模型，发现中等紫外光度星系逃逸分数较大，暗星系贡献主要电离光子，亮星系贡献最小。
2023-11-14 astro-ph.GA
Constraining the Tail-End of Reionization Using Lyman-$α$ Transmission Spikes
我们研究了合成类星体光谱中$z > 5$处的Lyman-$α$传输尖峰，并讨论了它们与星系际介质性质的联系以及它们约束再电离模型的能力。我们使用最先进的辐射流体动力学模拟从宇宙再电离计算机系列预测传输尖峰的数量作为红移的函数，无论是在无限光谱分辨率的理想情况下，并在一个现实的观测设置。传输尖峰产生于位于紫外线源附近的高度电离的低密度区域。我们发现，大多数预测的尖峰是目前的观测无法解决的，并表明我们的模拟光谱与类星体ULAS J1120+0641的观测结果一致，约15%的实现。尖峰高度与气体密度和电离分数相关，但当合成光谱被平滑到实际可实现的光谱分辨率时，前一个链接被删除。尖峰宽度和相关的欠密区域的范围之间存在线性关系，其斜率依赖于红移。与观测结果一致，尖峰传输通量在距离明亮星系很小的地方被抑制，因为这些星系位于过密区域。我们认为，这种反相关可以用来限制大规模的密度模式。
2019-03-22 astro-ph.CO astro-ph.GA
Probing Patchy Reionization with the Void Probability Function of Lyman-$α$ Emitters
我们探讨什么样的约束，全球电离氢分数的空概率函数（VPF）聚类可以给莱曼-阿尔法Galerkin在再电离时代（LAGER）的窄带调查作为一个功能的区域。中性氢对莱曼α发射的作用就像雾一样，测量莱曼$α$发射体（LAEs）的光度函数下降已被用来限制窄带巡天中的电离分数。然而，LAEs的聚集与光度函数的内在演化无关，并且可以为不同模型下的再电离提供额外的约束。VPF测量给定圆为空的可能性。它是一种体积平均聚类统计量，可跟踪高阶相关性的行为，其简单性为规划调查提供了有用的框架。利用\citet{Jensen2014}方法对不同电离量的星系际介质中LAEs的模拟，我们预测了LAGER成像的一个（301 × 150.5 × 30 Mpc $^3$）、四个（5.44 $\times 10^6$ Mpc $^3$）和八个（1.1 $\times 10^7$ $^3$）场中VPF的行为。我们研究的VPF在5和13弧分，对应的最小规模暗示的LAE密度和分离的二维VPF从随机的，和最大规模从8场15.5度$^2$ LAGER地区。我们发现，即使是一个单一的DECam领域的LAGER（2-3度$^2$）可以区分大多数中性与电离。此外，我们发现四个场可以区分30%、50%和95%的电离;八个场甚至可以区分30%、50%、73%和95%的电离。
2022-10-11 astro-ph.CO astro-ph.GA
Extreme emission line galaxies detected in JADES JWST/NIRSpec I: inferred galaxy properties
基于JADES JWST/NIRSpec光谱研究85个高红移恒星形成星系，揭示极强发射线星系（EELGs）由近期恒星形成爆发触发，具有年轻年龄、高电离效率和高Lyman-α发射探测率，且其比例随红移升高而增大。
2024-10-23 astro-ph.GA
Modelling the observed luminosity function and clustering evolution of Lyman-$α$ emitters: growing evidence for late reionization
利用经验静止坐标系等效宽度分布模型研究了高红移（z > 5）Lyman- $α$发射星系（LAE）的星系群.我们校准到观测到的光度函数和角关联函数在z = 5.7测量的SILVERRUSH调查。这使我们能够填充的高动态范围舍伍德模拟套件LAEs，并计算其LY $α$发射通过星系间介质（IGM）的传输。我们使用这个模拟的人口来探索IGM对LAEs的高红移观测的影响，并在z = 6.6，7.0和7.3的窄带滤波器红移的预测。比较我们的模型与现有的观测，我们发现一个后期再电离的建议，与最近的低光学厚度来自宇宙微波背景（CMB）的普朗克合作和不透明度波动的Ly $α$森林。我们还探讨了环银河系介质（CGM）的作用和较大的体积的气体，这是降落到主机晕与IGM在衰减的LY $α$信号，发现一个显着的部分衰减是由于CGM和降落的气体，这增加了对再电离结束，虽然有一个大的分散在整个模拟LAE人口。
2019-02-13 astro-ph.CO astro-ph.GA
In Search of the First Stars: An Ultra-Compact and Very Low Metallicity Lyman-$α$ Emitter Deep Within the Epoch of Reionization
本文利用JWST观测红移8.203处的引力透镜贫金属星系CANUCS-A370-z8-LAE，发现其金属丰度仅为太阳的1.4%，并具有高莱曼-$α$逃逸分数，提出贫金属气体稀释星际介质而非初代恒星形成是低金属丰度的成因。
2025-07-02 astro-ph.GA
Lyman Continuum Galaxy Candidates in COSMOS
形成恒星的星系可能是使宇宙再电离的来源。由于$z\gtrsim5$星系际介质的不透明性，我们不能直接观测到它们，因此我们研究了$z\sim3\text{--}5$星系作为宇宙再电离观测约束的代理。利用新的深\textit{Hubble Space Telescope}静止帧UV F336 W和F435 W成像（30轨道，$\sim40$~arcmin $^2$，$\sim29\text{--}30$~mag深度在5 $σ$），我们试图识别一个莱曼连续统星系（LCG）样本。这些是在莱曼断点（$<912~\textÅ$）以下发射电离通量的单个源。这个人口将使我们能够约束宇宙再电离参数，如电离源的数密度和逃逸分数（$f_{\rm esc}$）。我们编译了一个全面的母样本，不依赖于莱曼-打破技术的红移。我们提出了三个新的光谱候选人在$z\sim3.7\text{--}4.4$，和32个新的光度候选人。高分辨率多波段HST成像和新的Keck/低分辨率成像光谱仪（LRIS）红移使这些有前途的光谱LCG候选人。使用传统的和概率的方法，我们发现最可能的$f_{\rm esc}$值的三个光谱LCG候选者是$>100\%$，因此不是物理的。我们无法用最好的成像和直接蓝凯克/LRIS光谱来确认这些来源的真实性质。更多的光谱，特别是来自新的30米望远镜，将需要建立一个LCG的统计样本，把宇宙再电离的观测约…
2022-02-14 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
A faint M$_{\rm UV} = -14.5$ Lyman-continuum leaker candidate in the epoch of reionization: Unprecedented Ly$α$ properties at z=5.725
INAF – OAS, Osservatorio di Astrofisica e Scienza dello Spazio di Bologna（意大利国家天体物理研究所 - 博洛尼亚天文与空间科学观测站）；IPAC, California Institute of Technology（加州理工学院 IPAC）；Astronomical Institute, Tohoku University（东北大学天文学研究所）；Space Telescope Science Institute (STScI)（太空望远镜科学研究所）；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）；MIT Kavli Institute for Astrophysics and Space Research（麻省理工学院卡弗里天体物理与空间研究研究所）；Max-Planck-Institut für Astrophysik（马克斯·普朗克天体物理研究所）；Univ Lyon, Univ Lyon1, ENS de Lyon, CNRS, Centre de Recherche Astrophy（里昂大学、里昂第一大学、巴黎高等师范学校里昂校区、法国国家科学研究中心、天体物理研究中心）
研究发现了一个在再电离时期z=5.725的极低金属licity、低质量、极紧凑的矮星系AMORE6，其Lyα特性具有前所未有的高等效宽度和对称性，表明可能的LyC泄漏。
2026-03-27 astro-ph.GA
Imprints of temperature fluctuations on the $z\sim5$ Lyman-$α$ forest: a view from radiation-hydrodynamic simulations of reionization
再电离导致星系际温度的大的空间波动，在其完成后可以持续很长时间。我们研究的印记，这种波动的$z\sim5$李$α$森林通量功率谱使用一组辐射流体动力学模拟不同的再电离方案。我们发现，大规模的相干温度波动带来的$\sim20-60\%$额外的功率在$k\sim0.002$ s/km，与最大的增强模型中的再电离是延长或结束的最新。在较小的尺度（$k\gtrsim0.1$秒/公里），我们发现，温度波动抑制功率的$\lesssim10\%$。我们发现，功率谱的形状是最敏感的再电离中点，而不是温度波动从再电离的补丁。然而，对于我们所有的模型与再电离中点的$z\le 8$（$z\le 12$）的形状差异是$\lesssim20\%$（$\lesssim40\%$），因为一个令人惊讶的匹配良好的取消之间的热加宽和压力平滑，发生现实的热历史。我们还考虑在紫外背景的波动，发现它们对功率谱的影响要比温度波动小得多，在$k\gtrsim0.01$ s/km。此外，我们比较我们的模型功率谱测量，发现我们的模型与$z<8$的再电离中点是强烈优于另一个，我们所有的模型与$z\geq8$的中点被排除在$2.5σ$。未来的测量可能能够区分可行的再电离模型，如果它们可以在较低的$k$下进行，或者，如果高$k$功率上的误差条可以减少一个因子$1.5$。
2019-10-04 astro-ph.CO astro-ph.GA
Identifying reionization-epoch galaxies with extreme levels of Lyman continuum leakage in James Webb Space Telescope surveys
詹姆斯·韦伯太空望远镜（JWST）的NIRSpec仪器将允许在再电离时代（EoR）对星系进行静止帧紫外/光学光谱分析。一些星系可能会表现出氢电离光子大量泄漏到星系际介质中，导致微弱的星云发射线。我们提出了一个机器学习框架，用于识别非常高的氢电离光子逃逸星系的数据质量的基础上，从潜在的近红外光谱观测EoR星系在透镜场的情况下。我们训练我们的算法上的模拟样本的JWST/NIRSpec数据的星系在红移$z=6$ -10。为了使样本更真实，我们结合合成星系光谱的基础上宇宙学星系模拟与观测噪声相关的$z\gtrsim 6$对象的亮度类似的EoR星系候选人发现在前沿领域的观测星系团阿贝尔-2744和MACS-J 0416。我们发现，在分辨率R=100的JWST/NIRSpec曝光24 h（1.5 h）条件下，可以反演比$m_\mathrm{AB,1500} \approx 27$等亮的星系的电离逃逸分数（$f_\mathrm{esc}$），平均绝对误差为$Δf_\mathrm{esc}\approx$ 0.09（0.12）。对于24小时的曝光时间，即使是较暗的星系（$m_\mathrm{AB,1500} < 28.5$等）也可以用$Δf_\mathrm{esc}\approx$ 0.14处理。这个框架同时估计了这些星系的红移，相对误差小于0.03的24小时（$m_\mathrm{AB,1500…
2019-12-09 astro-ph.GA
Spectroscopic detection of CIV in a galaxy at z=7.045: Implications for the ionizing spectra of reionization-era galaxies
本文介绍了Keck/MOSFIRE对Abell 1703星系团后面4个明亮的z~6-8引力透镜星系中紫外金属线的观测结果。A1703-zd 6是一个高度放大的恒星形成星系，莱曼-α红移z=7.045，它的光谱显示了对星云CIV发射线的可靠探测（FWHM < 125 km/s）。在其他三个星系中没有检测到紫外线金属线。在z~2-3处，只有1%的紫外选择星系观测到星云CIV辐射。在本文所研究的小样本星系中，有一个星系出现了强的CIV辐射，这可能表明z~7处的硬电离谱更为普遍。总的估计等效宽度的CIV的双重（38 A）和CIV/莱曼α流量比（0.3）的测量窄线活动星系核。光电离模型表明，星云的CIV线也可以复制一个年轻的恒星星族，与非常热的金属贫恒星占主导地位的光子通量负责三重电离碳。无论CIV的起源如何，我们发现A1703-zd 6的电离光谱在z~2处不同于典型星系，在1500 A单位光度下产生更多的H电离光子，在30-50 eV处产生更大的通量密度。如果这种极端的辐射场在z>7的紫外选择系统中是典型的，这将表明再电离时代的星系是比以前认为的更有效的电离剂。或者，我们认为，在z>7的莱曼α发射体的小样本可能跟踪一个罕见的人口与强辐射场能够电离周围的氢分布。在有和没有莱曼α探测的星系中，对高电离发射线的额外限制将有助于澄清硬电离光谱在再电离时代是否普遍。
2015-04-26 astro-ph.GA
The Impact of Neutral Intergalactic Gas on Lyman-$α$ Intensity Mapping During Reionization
我们提出了高红移Ly $α$强度场的第一个模拟，解释了星系际介质（IGM）中的散射。使用三维蒙特卡罗辐射转移代码，我们发现，LY $α$散射平滑的LY $α$强度在小尺度上的空间波动，这种平滑的空间依赖性强烈依赖于平均中性分数的IGM。我们的模拟发现，$k=0.1-1~{\rm Mpc^{-1}}$的再电离的强烈影响，与$P_{\rm Lyα}\propto k^{-1.5}$相比，$\bar{x}_{\rm HI} = 0.63$的$P_{\rm Lyα}\propto k^{-1.75}$和$\bar{x}_{\rm HI} = 0.86$的$P_{\rm Lyα} \propto k^{-2.2}$。在波数为$k>1 ~ {\rm Mpc^{-1}}$的情况下，我们发现该信号对来自星系的出射Ly $α$谱线轮廓很敏感。我们还表明，Ly $α$强度图和未来的星系红移调查之间的交叉相关性可以检测到大尺度上的仪器类似SPHEREx，并在广泛的尺度范围内的CDIM静脉中的一个假设的强度映射仪器。
2018-07-09 astro-ph.CO astro-ph.GA
Galaxy Proximate Damped Lyman-Alpha Systems and HI Reionization Topology in TECHNICOLOR DAWN
New Mexico State University（新墨西哥州立大学）；Cosmic Dawn Center (DAWN)（宇宙黎明中心（DAWN））；Niels Bohr Institute, University of Copenhagen / DTU-Space Technical University of Denmark（哥本哈根大学尼尔斯·玻尔研究所/丹麦技术大学空间研究所）
本文通过TECHNICOLOR DAWN模拟研究了高红移银河系前景中的近邻Lyman-α吸收体（PDLAs）与HI再电离拓扑的关系，探讨了PDLAs是否能作为再电离进程的示踪体。
2026-07-09 astro-ph.CO 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
Cosmic Reionization On Computers: Statistics, Physical Properties and Environment of Lyman Limit Systems at $z\sim6$
该研究利用 CROC 辐射转移宇宙学模拟和 3000 条合成类星体视线，分析 $z\sim6$ 时 LLS 的物理性质及其与星系、IGM 大尺度结构的关联。
2024-03-01 astro-ph.CO astro-ph.GA
Late-end reionization with ATON-HE: towards constraints from Lyman-$α$ emitters observed with JWST
本研究利用含氦的GPU辐射转移代码ATON-HE开展晚期再电离模拟，发现基准再电离模型难以匹配JWST在高红移处探测到的大量莱曼α发射，需更早的再电离历史，且该结果与Planck的汤姆逊散射光学深度结果存在张力。
2024-09-10 astro-ph.CO astro-ph.GA
