Lyman Break Galaxies at z~1.8-2.8: GALEX/NUV Imaging of the Subaru Deep Field
摘要：利用Subaru/Suprime-Cam BVRci 'z'观测资料和Subaru深场的深GALEX/NUV影像，选取了一个~7100 V<25.3 Lyman break星系（LBG）的光度样本。后续光谱学确认了1.5<z<2.7处的24个LBG。在光谱中，12个具有Ly-alpha发射，其静止框架等效宽度为~5- 60 AA。在1.5<z<2.7时将LBG识别为NUV-脱落的成功率为86%。静止坐标系UV（1700 AA）光度函数（LF）是由光度样本构造的，并对恒星污染和z<1.5的闯入者进行了校正。LF是z~2 BX和z~3 LBG的1.7 ± 0.1倍。考虑了三种解释，有人认为，显着低估低z污染或有效的共移动量是不可能的：前者将是不一致的光谱样品在93%的置信度，和第二种解释不会解决的差异。第三种情况是，不同的光度选择的样本产生不相同的星系人口，这样，一些BX星系是LBG，反之亦然。这一论点得到了支持的一个更高的表面密度的LBG在所有的大小，而红移分布的两个人口几乎是相同的。这项研究，当结合其他恒星形成率（SFR）密度紫外测量从LBG的调查，表明有一个上升的SFR密度：3-6（3-10）倍增加从z~5（z~6）到z~2，然后下降到z~0。这一结果，以及过去的亚毫米研究发现，在z~2的红移分布的峰值，表明z~2是恒星形成的高峰时期。需要额外的光谱学来通过测量污染和精确距…
2009-03-17 astro-ph.CO
Contamination of Broad-Band Photometry by Nebular Emission in High Redshift Galaxies: Investigations with Keck's MOSFIRE Near-Infrared Spectrograph
早期的工作已经提出了星云发射的潜在重要性，在推导高红移Lyman break星系的物理特性。在一定的红移范围内，特别是在z ~ 6-7，这样的线可能足够强，以减少估计的恒星质量和星系的年龄相比，那些假设宽带测光代表恒星光单独。为了在可以用地面设施探测此类谱线的最高红移处测试这一假设，我们使用新委托的MOSFIRE近红外光谱仪检查了20个3.0 < z < 3.8莱曼破裂星系的代表性样本的近红外光谱。凯克一号望远镜的红外光谱仪。我们使用这些数据来推导[O III]发射的静止坐标系等效宽度（EW），并表明这些与Stark等人（2013）针对已知红移源引入的SED拟合技术得出的估计值相当。虽然我们目前的样本是适度的，它的[O III] EW分布与基于Stark等人的3.8 < z < 5星系的较大样本的SED拟合推断的Hα一致。对于巡天星系的一个子集，我们使用光学和近红外光谱的组合，以量化在z ~ 3.5恒星形成星系的外流运动学，并讨论了再电离测量的影响。我们发现的趋势强调了纯粹依靠宽带测光来估计高红移星系的物理性质的危险性，并强调了诊断光谱学的重要作用。
2013-06-06 astro-ph.CO
Simulating the effect of high column density absorbers on the one-dimensional Lyman-alpha forest flux power spectrum
我们测量的效果，高柱密度吸收系统的中性氢（HI）的一维（1D）莱曼α森林通量功率谱使用宇宙流体动力学模拟从Illustris项目。高柱密度吸收体（我们定义为具有HI柱密度$N(\mathrm{HI}) > 1.6 \times 10^{17}\,\mathrm{atoms}\,\mathrm{cm}^{-2}$的吸收体）导致具有特征阻尼翼的加宽吸收线。这些阻尼翼通过使类星体光谱中的吸收远离吸收体本身的位置来使1D莱曼-阿尔法森林通量功率谱发生偏差。我们调查的影响，高柱密度吸收莱曼α森林使用流体动力学模拟的第一次。我们提供模板作为柱密度和红移的函数，允许灵活地精确建模残留污染，即，如果分析选择性地剪掉最大阻尼的机翼。这种灵活性将改善宇宙学参数估计，例如，允许更精确地测量功率谱的形状，并对包含大质量中微子的宇宙学模型或光谱指数的运行产生影响。我们提供拟合函数来重现这些结果，以便它们可以直接纳入数据分析管道。
2018-01-09 astro-ph.CO
Modelling the impact of quasar redshift errors on the full-shape analysis of correlations in the Lyman-$α$ forest
本文研究了恒星红移误差对Lyman-α森林完整形状分析的影响，提出了一种消除红移误差影响的方法，并通过移除部分相关配对来减少污染。
2025-05-13 astro-ph.CO
Constraining the second half of reionization with the Lyman-$β$ forest
我们提出了一个分析的演变莱曼系列森林到时代的再电离宇宙学辐射转移模拟的情况下，再电离结束晚。我们探讨模型与不同的中点的再电离和气体温度。我们发现，一旦模拟已被校准，以匹配观测到的莱曼- $α$森林在$4 < z < 6$的平均通量，他们也自然地再现分布的有效光学深度的莱曼- $β$森林在这个红移范围。我们注意到，最难匹配的最大光学深度的尾部对应于ULAS J 0148 +0600的长吸收谷，我们之前在模拟中已经证明了这一点。我们认为，莱曼系列森林的发展到更高的红移，并表明，未来的观测莱曼- $β$森林在$z>6$将区分不同的再电离历史。Lyman- $α$和Lyman- $γ$森林的演化作为将再电离研究推向更高红移的工具，分别由于更强的饱和度和前景污染而不太有希望。
2020-06-29 astro-ph.CO astro-ph.GA
The effect of quasar redshift errors on Lyman-$α$ forest correlation functions
利用暗能量光谱仪（DESI）巡天的合成$α$森林，我们研究了类星体红移估计误差对$α$关联函数的影响。由于类星体发射线的宽度和相对于其他发射线的本征位移，类星体红移的估计有几百个$\text{km s}^{-1}\,$的不确定性。我们在模拟类星体星表中注入高斯随机红移误差，测量了自相关函数和$α$ -类星体交叉关联函数。我们发现在径向方向上的BAO功能的涂抹，但在峰值位置的变化是可以忽略不计的。然而，我们看到了一个显着的非物理相关的小分离横向的视线增加的幅度的红移误差。我们解释这种污染的结果，在测量的平均连续谱中，由类星体红移误差引起的发射线的加宽，结合不切实际的强集群的模拟类星体在小尺度上。
2022-12-01 astro-ph.CO
Tantalizing Evidence of Reionization Relics in the eBOSS DR16 Ly$\boldsymbolα$ Forest Correlations: a Preference for Early Reionization
Tsinghua University（清华大学）；Peng Cheng Laboratory（鹏城实验室）
本文利用eBOSS DR16数据重新分析Lyα森林BAO测量，首次纳入再电离记忆，发现含再电离遗迹的模型拟合更好且倾向早期再电离，同时显著影响非BAO参数，强调其在宇宙学分析中的重要性。
2025-11-11 astro-ph.CO
UV Luminosity Functions from 132 z~7 and z~8 Lyman-Break Galaxies in the ultra-deep HUDF09 and wide-area ERS WFC3/IR Observations
我们确定了73个z~7和59个z~8候选星系，并利用这些26- 29.4AB等的大样本星系，导出了<-18AB等的极深光度函数和z~7和z~8处的恒星形成率密度。星系样本是使用复杂的Lyman-Break技术根据HUDF 09（~29.4 AB等，5 sigma），两个附近的HUDF 09场（~29 AB等，14弧分）和更广泛的区域ERS（~27.5 AB等）~40弧分 **2）的完整两年的WFC 3/IR和ACS数据得出的。严格的光学非检测标准的应用确保了污染分数保持在较低水平（在HUDF中仅为~7%）。这个非常低的值包括对来自较低红移源、光度散射、活动星系核、假源、低质量恒星和瞬变（例如，SNe）。通过仔细模拟我们每个搜索场的选择体积，我们得到了z~7和z~8到<-18 AB mag. z~7和z~8处的暗端斜率α是不确定的，但非常陡峭，分别为α = -2.01+/-0.21和α =-1.91+/-0.32.这种陡峭的斜率与局部α <~-1.4形成对比，并且甚至可以比在z~4处的α =-1.73+/-0.05处的斜率更陡。在这种陡峭的斜率（α <~-1.7）下，低光度星系在再电离时期的光度密度占主导地位。由这些新的z~7和z~8光度函数导出的恒星形成率密度与后来发现的趋势（较低的红移）一致。我们发现合理的一致性，与SFR密度暗示从报告的恒星质量密度，只有约40%高出z<7。这表…
2011-06-30 astro-ph.CO
A remarkably high fraction of strong Ly_alpha emitters amongst luminous redshift 6.0<z<6.5 Lyman break galaxies in the UKIDSS Ultra-Deep Survey
我们提出了光谱确认的10个高亮度（L >= 2L*）莱曼α发射体在红移范围6.01<z<6.49（9个星系和一个活动星系核），最初从14个z_phot >= 6莱曼break星系（LBG）的样本中选择的0.25平方度的UKIDSS超深调查（UDS）。总的来说，我们的高光谱确认率（>= 71%）和低污染率为用于定义原始样品的光度红移分析提供了强有力的辩护。通过考虑基于Ly_alpha和UV连续光度的恒星形成率估计，我们得出结论，我们的样本与~ 25%的Ly_alpha逃逸分数一致。此外，在仔细考虑了潜在的不确定性和偏差后，我们发现，在我们的样本中，40%-50%的L >= 2L* 星系在6.0<z<6.5显示出强的Ly_alpha发射（静止坐标系等效宽度>= 25 Angs），这一比例比以前报道的L <= L* 星系在z~6高出约2倍。我们的结果表明，随着再电离期的临近，发光（L >= 2L *）LBG中的Ly_alpha发射体比例与低亮度（L <= L*）LBG中的Ly_alpha发射体比例有类似的急剧增加。
2012-02-22 astro-ph.CO
A New Method to Measure the Post-Reionization Ionizing Background from the Joint Distribution of Lyman-$α$ and Lyman-$β$ Forest Transmission
在再电离时代结束时，弥漫在星系际介质（IGM）中的电离背景的振幅对再电离宇宙的源的发射率提供了有价值的约束。虽然在较低的红移电离背景的测量依赖于模拟校准的映射之间的光电离率和平均传输的Ly $α$森林，在$z\gtrsim6$的IGM变得越来越不透明，和传输仅出现在狭窄的尖峰分离饱和冈恩-彼得森槽。在这种情况下，测量大的$\sim 50$ Mpc $/h$区域上的平均透射率的传统方法是不太敏感的并且是次优的。此外，Ly $β$跃迁的振子强度小五倍意味着Ly $β$森林在$z\gtrsim6$处相当透明，即使在存在前景$z\sim 5$ Ly $α$森林吸收的污染的情况下。在这项工作中，我们提出了一种新的统计方法来分析联合分布的传输尖峰在同空间$z\sim 6$ Ly $α$和Ly $β$森林。我们的方法依赖于近似贝叶斯计算（ABC），这避免了计算描述高度相关的Ly $α$和Ly $β$传输的棘手的似然函数的必要性。我们应用ABC模拟数据产生的大体积流体动力学模拟结合一个国家的最先进的模型的电离背景波动后再电离IGM，并表明，它是敏感的IGM中性氢馏分比以前的技术。作为一个概念的证明，我们应用这种方法来一个真正的$z=6.54$类星体的光谱和测量电离背景从$5.4\leq z \leq 6.4$沿这条视线与$\sim0.2$ dex统计不确定性。
2017-03-29 astro-ph.CO
Keck Spectroscopy of 3<z<7 Faint Lyman Break Galaxies: The Importance of Nebular Emission in Understanding the Specific Star Formation Rate and Stellar Mass Density
从z>3星系的SED中推断出的物理性质对我们理解早期星系形成和星系在宇宙再电离中可能扮演的角色有影响。特别重要的是早期的恒星质量密度，它代表了早期恒星形成的积分。迄今为止报道的测量结果中出现的一个重要难题是，特定恒星形成率（sSFR）的演变速度远远低于大多数理论模型的预期。然而，支撑这些结果的观测结果仍然非常不确定，部分原因是来自强星云发射线的静止光学宽带光可能受到污染。为了量化星云辐射对宽带通量的贡献，我们研究了92个光谱确认星系的SED，这些星系的红移范围为3.8<z<5.0，因为H-α线位于Spitzer/IRAC 3.6 μ m滤波器内。我们表明，3.6微米的通量是系统地超过预期的恒星连续，我们通过拟合SED与人口合成模型。在3.1<z<3.6的对照样品中没有观察到这种过量，其中在IRAC过滤器中没有星云污染。从我们的3.6微米通量过剩的分布，我们得到一个H-α等效宽度（EW）分布。我们推断在3.8<z<5.0（270 A）处的平均静止坐标系H-α EW表明星云发射至少贡献了3.6 um通量的30%。通过我们的解析导出的EW分布，我们校正了可用的恒星质量密度，并表明sSFR在z>4时的演化速度比以前认为的更快，支持在z~2和7之间增加5倍。这种趋势更接近理论预期。鉴于我们的研究结果，我们讨论了定量验证的星云发射线强度的詹姆斯韦伯太空望远镜发射前的前景。
2012-08-17 astro-ph.CO
Directly imaging damped Lyman-alpha galaxies at z>2. I: Methodology and First Results
我们提出的方法，和第一个结果，一个新的成像计划，旨在识别和表征的宿主星系的阻尼莱曼α吸收（DLAs）在z>2。我们用多个光学厚度的HI吸收器瞄准类星体的视线，并使用更高的红移系统作为“阻挡滤波器”（通过其莱曼极限吸收）来消除类星体的所有远紫外（FUV）发射。这使我们能够直接图像的休息帧FUV连续发射的低红移DLA，没有任何类星体的污染，并没有对大的碰撞参量的偏见。我们介绍了一种形式主义的基础上，星系数计数和贝叶斯统计，我们量化的概率，一个候选人是DLA主机星系。该方法将允许鉴别太微弱而无法通过光谱确认的真正的DLA样品。同样的形式主义也可以用于研究其他类星体的吸收线系统（如MgII吸收体）。我们已经将这种成像技术应用于两个类星体的视线。对于朝向J 073149 +285449的z~2.69 DLA，一个碰撞参量b=1.54”=11.89 kpc且隐含的恒星形成率（SFR）为~5 M/yr的星系被认为是最可靠的候选者。在J211444-005533的z~2.92 DLA的情况下，未发现低于1.4 M/年的3 σ SFR限值的可能宿主。研究HI柱密度作为碰撞参量的函数，包括文献中已知宿主的6个DLA，我们发现证据表明观察到的HI分布比数值模拟通常预测的范围更广。
2010-06-30 astro-ph.CO
Detectability of 21cm signal during the Epoch of Reionization with 21cm-Lyman-$α$ emitter cross-correlation. III. Model dependence
在再电离期探测星系际介质中的$\rm H_I$ 21厘米谱线时，受到银河系同步辐射源和河外射电源等前景污染的影响。Lyman- $α$ emitter（LAE）星系与21 cm线的互相关是识别21 cm线信号的有力工具，因为21 cm线发射与LAE相关，而LAE与前景在统计上无关。到目前为止，21 cm LAE互功率谱的可探测性已经用简单的LAE模型进行了研究，其中观测到的Ly $α$亮度与暗物质晕质量成正比。然而，以前的模型与Subaru/Hyper Suprime-Cam（HSC）获得的LAE的最新观测数据不一致。在这里，我们重新审视21厘米LAE交叉功率谱的可探测性，采用一个国家的最先进的LAE模型与所有斯巴鲁/HSC的观测，如Ly $α$光度函数，LAE角自相关，和LAE分数在连续选定的星系。我们发现，所产生的互功率谱与更新的LAE模型是减少在小尺度（$k\sim 1\ \rm Mpc^{-1}$）相比，简单的模型，而在大尺度（$k \lesssim 0.2 \ \rm Mpc^{-1}$）的幅度没有受到太多的影响。我们的结论是，大规模的信号将检测与平方公里阵列（SKA）和HSC LAE互相关，但检测小规模的信号将需要一个扩展的HSC LAE调查与面积的$\sim 75\ \rm deg^2$或3000小时的观测时间的21厘米线与SKA。
2020-04-06 astro-ph.CO
Narrowband Lyman-Continuum Imaging of Galaxies at z ~ 2.85
我们目前的调查结果z~2.85莱曼连续统（LyC）的排放在HS 1549 +1933领域和地方的电离辐射逃逸量的恒星形成星系的限制。使用一个定制的窄带滤波器（NB 3420）调谐到低于莱曼极限的波长在z>=2.82，我们探测LyC光谱区的49个莱曼break星系（LBG）和91个Lya发射体（LAE）光谱确认在z>=2.82。在NB 3420中检测到4个LBG和7个LAE。使用V波段数据探测的休息帧非电离紫外线，我们观察到，许多NB 3420检测到的星系表现出空间偏移之间的LyC和非电离紫外线发射，其特征是非常蓝色的NB 3420-V的颜色，对应于低比率的非电离辐射（F_UV/F_LyC），在紧张局势与当前的恒星星族合成模型。我们测量了LBG和LAE样本的F_UV/F_LyC的平均值，校正了IGM中的前景星系污染和HI吸收。我们发现（F_UV/F_LyC）_corr^LBG=82 +/- 45和（F_UV/F_LyC）_corr^LAE=7.4 +/- 3.6。这些通量密度比分别对应于相对LyC逃逸分数f_esc，rel^LBG=5-8%和f_esc，rel^LAE=18- 49%，绝对LyC逃逸分数f_esc^LBG=1-2%和f_esc^LAE=5- 15%，以及恒星形成星系的共动LyC发射率为8.8-15.0 x 10^24尔格/s/Hz/Mpc ^[3]。为了研究有和没有L…
2013-10-04 astro-ph.CO
The Lyman Continuum Escape Survey: Ionizing Radiation from [O III]-Strong Sources at a Redshift of 3.1
我们目前的结果，从连续逃逸巡天（LACES），哈勃太空望远镜（HST）的计划，旨在表征电离辐射出现从一个样本的莱曼α发射星系在红移$z\simeq 3.1$。由于许多显示强烈的[O III]发射特性的$z>6.5$恒星形成星系，他们可能代表有价值的低红移类似物的星系在再电离时代。利用HST Wide Field Camera 3 / UVIS $F336W$对Lyman连续辐射进行成像，研究了该样品中电离光子的逃逸分数。对于61个来源，其中77%的光谱确认和53个测量的[O III]发射，我们检测到莱曼连续泄漏在20%，率显着高于在个别连续选择莱曼破裂星系。我们估计有98%的概率，我们的检测$\leq 2$可能会受到前景污染。拟合多波段光谱能量分布（SED），考虑到不同的恒星星族，尘埃粒子和金属丰度，我们得到个人莱曼连续逃逸分数校正的前景星系际吸收。我们发现逃逸分数为15%至60%的个别对象，并推断出平均20%的逃逸分数拟合复合SED为我们检测到的样本。然而，令人惊讶的是，即使是没有单独的$F336W$检测的那些源的深堆叠也提供了小于0.5%的平均逃逸分数的严格上限。我们研究了各种相关性与源的属性，并讨论了流行的图片，宇宙再电离的背景下，这种紧凑的，低金属量的恒星形成星系驱动的影响。
2019-05-17 astro-ph.CO astro-ph.GA
Cross-correlating 21cm intensity maps with Lyman Break Galaxies in the post-reionization era
我们研究了Lyman Break Galerkin（LBG）的空间分布与$z\sim[3-5]$的21 cm强度映射信号之间的互相关。在这些红移，星系反馈应该只会轻微影响物质的功率谱，中性氢的分布是独立的类星体光谱的约束。使用高分辨率的N体模拟，填充中性氢后验，我们预测预期的LBG-21厘米交叉光谱及其误差为21厘米的领域所观察到的平方公里阵列（SKA 1-LOW和SKA 1-MID），结合光谱LBG调查具有相同的体积。对于这种设置，可以用比21 cm自谱高约10倍（并且低至约4倍小的尺度）的信噪比（SNR）检测交叉功率，其中SNR仅非常弱地依赖于红移和LBG群体。我们还表明，虽然21厘米自动和LBG-21厘米交叉光谱可以可靠地恢复后，清洁平滑光谱前景污染，只有交叉功率是鲁棒的有问题的非平滑前景，如偏振同步辐射。
2015-12-08 astro-ph.CO astro-ph.GA
The cross-correlation of galaxies in absorption with the Lyman $α$ forest
本文首次测量 SBLA 吸收系统与 Lyα 森林的互相关，发现其偏置和 RSD 参数与 DLA 一致，并联合两类吸收体开展星系—Lyα 森林互相关，评估其 BAO 测量价值。
2023-07-17 astro-ph.CO
Intensity mapping with SDSS/BOSS Lyman-alpha emission, quasars and their Lyman-alpha forest
我们利用互相关技术研究了红移z=2-3.5处宇宙中莱曼α发射强度的大尺度结构。我们的Lya发射样本是从数据发布12中减去最佳拟合模型星系的BOSS发光红星系的光谱。我们将这些光谱中的剩余通量与BOSS类星体交叉相关，并在1-15 Mpc/h的尺度上检测到正信号。我们确定并删除以前没有占污染源，由于类星体集群交叉光纤光的影响。校正后，我们的类星体-Lya发射互相关比Croft等人在DR 10中看到的低50%，但仍然很重要。由于只有3%的空间在类星体15 Mpc/h的范围内，因此该结果不能完全探索Lya发射的全球大尺度结构。为了做到这一点，我们与Lya森林交叉关联。在这种情况下，我们找不到信号。根据Lya发射-Lya森林互相关，全球Lya平均表面亮度的95%上限为μ <1.2 × 10 ^-22 erg/s/cm^2/A/arcsec ^[2]。这一零结果排除了观测到的类星体-Lya发射互相关主要是由于恒星形成星系的大尺度结构造成的情况。综合考虑，我们的结果表明，Lya发射星系对恒星形成有贡献，但类星体在15 Mpc/h以内占优势。一个简单的模型，从类星体的Lya发射流体动力学模拟的基础上再现所观察到的森林Lya发射和类星体Lya发射信号。后者也与从较小尺度r < 1 Mpc的荧光发射观测的外推一致。
2018-06-15 astro-ph.CO astro-ph.GA
The cross-correlation between 21cm intensity mapping maps and the Lyman-alpha forest in the post-reionization era
我们调查的互相关信号之间的21厘米的强度映射地图和莱曼α森林在完全非线性政权使用国家的最先进的流体动力学模拟。这些场之间的互相关信号可以提供我们宇宙在后再电离时代中性氢（HI）含量的连贯和全面的图像，探测其质量含量和体积分布。我们计算了两个场的自功率谱以及它们在z = 2.4处的互功率谱，发现在大尺度上，两个场是完全反相关的。这种反相关性的出现是因为具有高（低）21 cm发射的区域，例如具有大（低）浓度阻尼莱曼-α系统的区域，将显示为具有低（高）透射通量的区域。我们发现，在小于k = 0.2 h/Mpc的尺度上，互相关系数偏离-1，在非线性出现的尺度上。我们使用的各向异性的红移空间的功率谱，以确定这两个字段的偏差和红移空间失真参数的值，我们发现，这些参数的值的误差可以减少30%时，添加数据从交叉功率谱在保守的分析。我们的研究结果指出，线性理论是能够再现的形状和幅度的交叉功率，而非线性尺度。最后，我们发现，在0.06< k <1h/Mpc范围内，利用SKA 1-MID的21 cm强度图观测和BOSS观测相结合，可以探测到信噪比大于3的21 cm-Lya互功率谱。我们强调，虽然21厘米自功率谱的形状和振幅可能会受到残留前景污染的严重影响，但互功率谱对此不太敏感，因此可用于识别21厘米地图中的系统性。
2017-03-24 astro-ph.CO
Observing the first galaxies
我努力提供一个全面的概述，我们目前的知识高红移星系和它们的演化在第一个十亿年的宇宙时间，对应的红移z > 5。在首先总结了迄今为止发现z > 5天体的七种不同技术的进展之后，我着重介绍了两种在早期获得大量星系样本的选择方法，即Lyman-break和Lyman-alpha选择。我讨论了十年来在z ~ 5 - 8的星系样本选择方面的进展，包括完整性和污染问题，并解决了一些由极端红移天体的错误报告所造成的混乱。接下来，我提供了一个概述，我们目前的知识不断变化的紫外线连续和莱曼α星系光度函数在z ~ 5 - 8，并讨论了什么可以从探索莱曼突破和莱曼α选择人口之间的关系。然后，我总结了在年轻的宇宙中这些星系的物理特性，在考虑这项工作的恒星形成的宇宙历史的更广泛的影响之前，和宇宙的再电离。最后，我简要总结了未来5-10年在这一领域取得进一步进展的令人兴奋的前景。在整个过程中，关键概念，如选择技术和光度函数的解释假设基本上没有先验知识。本章的目的是介绍高红移星系的观测研究，并对截至2011年底这一快速发展的研究领域的最新成果进行回顾。
2012-05-16 astro-ph.CO
Calibrating redshift distributions at $z>2$ with Lyman-$α$ forest cross-correlations
University College London（伦敦大学学院）；The Barcelona Institute of Science and Technology（巴塞罗那科学技术研究院）；The Ohio State University（俄亥俄州立大学）；Institució Catalana de Recerca i Estudis Avançats（加泰罗尼亚研究与高级研究学院）
利用Lyman-α森林交叉相关性校准高红移尾部红移分布，通过模拟数据验证方法有效性，实现高精度红移约束。
2026-03-11 astro-ph.CO
Cross-correlation of the HI 21-cm Signal and Lyman-alpha Forest: A Probe Of Cosmology
从前景中分离宇宙学红移的21厘米信号是一个重大挑战。我们提出的交叉相关的红移21厘米发射中性氢（HI）在后再电离时代的Ly-alpha森林作为一个新的探针的大尺度物质分布的红移范围z=2至3没有前景污染的问题。虽然21厘米和Ly-alpha森林信号来自不同的天体物理系统，但它们都有望在大尺度上追踪潜在的暗物质分布。多频角互相关功率谱估计器不受离散类星体采样的影响，只影响估计中的噪声。我们考虑在以z=2.2为中心的1.3度（FWHM）的单个视场中的假设红移21-cm观测，其中可以在500 < l < 4000的范围内以3 sigma或更好的SNR测量面元化的21-cm角功率谱。保持21厘米观测的参数固定，我们估计了互相关信号的信噪比变化的类星体角数密度n的Ly-alpha森林调查。假设光谱在长度为44 km/s的像素中具有SNR ~5，我们发现在600 < l < 2000，n=4 deg^{-2}时，互相关信号的5 sigma检测是可能的。这个n值完全在即将进行的Ly-alpha森林调查的范围内。互相关信号将是一个新的，独立的探测天体物理学的弥漫IGM，结构的增长和宇宙的膨胀历史。
2010-08-20 astro-ph.CO
Spectroscopic Observations of Lyman-Break Galaxies at Redshift ~ 4, 5 and 6 in the GOODS-South Field
本文报道了在欧洲南方天文台-甚大望远镜（ESO-VLT）上用FORS 2摄谱仪对起源深巡天中的莱曼破裂星系（Lyman-break galaxies，LBG）在平均红移z~4，5和6处的观测结果，共得到114个星系的光谱鉴别，其中z~4，z~5，z~6各有51个，32个。所采用的选择标准是有效的，识别星系在预期的红移与最小的前景污染。一旦选择效应被适当地考虑，高红移LBG的静止坐标系UV光谱似乎与z~3处的对应物相似。在z~3处，z~4和z~5处的LBG在发射和吸收中都显示Lya;当在吸收时，观察到强星际线和红UV光谱，这一事实在z~2和3处也测量到。在z~6处，灵敏度问题使我们的样本偏向于发射Lya的星系;然而，这些光谱似乎与它们的低红移对应物相似。在类似的红移的其他研究中，我们发现明确的证据表明，较亮的LBG往往有较弱的Lya发射线。在固定的静止帧紫外光度，在较高的红移的Lya发射线的等效宽度较大。在所有可以可靠测量的红移中，Lya发射线的红移都大于星际吸收线的红移，在z~4和5处的中位速度差Δ V约为400 km/s，与较低红移的结果一致。这表明在高红移时，强有力的大尺度风是常见的。一般来说，紫外光的形态和光谱特性之间没有很强的相关性。然而，具有深星际吸收线和强Lya吸收的星系似乎比具有Lya发射的星系更弥散。（节略）
2009-01-27 astro-ph.CO
Detecting the Highest Redshift (z > 8) QSOs in a Wide, Near Infrared Slitless Spectroscopic Survey
我们研究了通过大面积近红外无狭缝光谱巡天，例如计划中的欧洲航天局欧几里德望远镜巡天，将高红移类星体的观测扩展到z>8的前景。对于任何z>8.06的类星体，强莱曼α线将进入欧几里得近红外光谱仪和成像光度计（NISP）的波长范围。我们进行了详细的模拟Euclid NISP无缝光谱（宽调查的参数）在人工领域包含类星体光谱在所有红移z=12。用自动红移探测器分析了模拟光谱，并估计了作为H星等和红移函数的探测率。类星体的光谱识别将达到更深的红移范围，其中H-α（0.67<z<2.05）或莱曼-α（z>8.06）是可见的。此外，如果可以重新检查和重新拟合光度选择的z>8光谱，以最大限度地减少光谱污染的影响，莱曼α窗口中的类星体探测率将增加约60%，并且将比任何其他红移更好，有效极限H=21.5。用外推的类星体演化速率，我们预测欧几里得宽（15000平方米）。（摄氏度）分光测量将确定20-35个（19-33个，对无线天体作小的修正）z>8.06的非常明亮的类星体。
2011-12-11 astro-ph.CO
Forecast for the detectability of patchy hydrogen reionization in WEAVE-QSO measurements of the Lyman-$α$ forest power spectrum at redshift $z \geq 4$
The University of Nottingham（诺丁汉大学）；University of Hertfordshire（赫特福德大学）；Indian Institute of Technology Indore（印度理工学院印多尔分校）；Aix Marseille Université（艾克斯-马赛大学）；Università degli Studi di Milano-Bicocca（米兰比可卡大学）；Camosun College（卡莫森学院）；IUCAA（印度天体物理与宇宙学研究与教学中心）；INAF - Osservatorio Astronomico di Brera（意大利国家天体物理研究所布拉耶天文台）
本研究预测WEAVE-QSO巡天的一维莱曼α森林功率谱测量，可在z≥4时以约4.5σ显著性直接探测并表征斑块状氢再电离的大尺度残余印记。
2026-11-03 astro-ph.CO
A Refined Estimate of the Ionizing Emissivity from Galaxies at z~3: Spectroscopic Follow-up in the SSA22a Field
我们研究了恒星形成星系对z~3电离背景的贡献，建立在以前的工作基础上的窄带（NB 3640）成像在SSA 22 a领域。我们使用新的Keck/LRIS光谱的莱曼break星系（LBG）和窄带选择的Lya发射体（LAEs）测量红移的16个LBG和87 LAEs在z>3.055，这样我们的NB 3640成像探测莱曼连续（LyC）区域。当我们包括现有的一组光谱确认的LBG时，我们的z>3.055的总样本由41个LBG和91个LAE组成，其中9个LBG和20个LAE在我们的NB 3640图像中被检测到。结合我们的成像和光谱数据集，我们严格调查NB 3640发射检测到的LBG和LAEs的起源。我们从我们的样本中删除3 LBG和3 LAE与光谱证据的污染，其NB 3640通量的前景星系，和统计模型的影响，额外的，身份不明的前景污染物。对于我们的LBG样品，所得到的污染和LyC检测率分别为62 +/-13%和8 +/-3%，对于我们的LAE样品，分别为47 +/-10%和12 +/-2%。相应的非电离紫外线与LyC通量密度之比，经星系际介质（IGM）衰减校正后，LBG为18.0 + 34.8/-7.4，LAE为3.7 + 2.5/-1.1。我们使用这些比率来估计恒星形成星系的电离背景和IGM中的氢光电离率的总贡献，发现值大于，但与Lya森林中测量的值一致。最后，测得的UV与LyC通量密度比表明，…
2013-01-02 astro-ph.CO
Hydrogen reionisation ends by $z=5.3$: Lyman-$α$ optical depth measured by the XQR-30 sample
在$z\sim 5.5$的Ly-$α$森林中存在过量散射，以及存在零星的延伸不透明的冈恩-彼得森槽，已经开始为氢再电离的后期结束提供强有力的证据。然而，低数据质量和系统的不确定性使Ly-$α$传输作为再电离结束阶段的精确探测器的使用变得复杂。在本文中，我们组装了一个样本的67个类星体的视线在$z>5.5$与高信噪比的$>10$每$\leq 15$公里的$^{-1}$光谱像素，在很大程度上依赖于新的XQR-30类星体样本。XQR-30是VLT/X-Shooter上的一个大型程序，它在$z>5.7$上获得了30个类星体的深度（每像素SNR $>20$）光谱。我们仔细考虑了系统的连续重建，仪器，和污染阻尼Ly-$α$系统。我们提出了改进的测量的平均Ly-$α$传输超过$4.9<z<6.1$。使用所有已知的系统学在一个正向建模分析，我们发现观察到的Ly- $α$传输分布之间的良好协议和紫外线模拟舍伍德和尼克斯高达$z\leq5.2$（$<1 σ$），和温和的张力（$\sim 2.5 σ$）在$z=5.3$。通过在高置信度（$>3.5 σ$）下在$z\geq5.4$处的过量Ly-$α$透射散射排除均匀UVB模型。我们的研究结果表明，再电离相关的波动，无论是在UVB，剩余中性氢部分，和/或IGM温度，坚持在星系际介质，直到至少$z=5.3$（$t=1.1$陀螺大爆炸后）。这进一步证明了再电离的…
2022-04-11 astro-ph.CO
Metal Lines Associated with the Lyman-alpha Forest from eBOSS Data
我们研究了在eBOSS类星体光谱中与Ly $α$森林相关的金属物种。金属吸收线显示在堆叠的光谱从交叉相关的森林和通量波动场的选择Ly $α$吸收。在$2<z_{\rm abs}<4$的吸收体红移范围内，识别出与相对强的Ly $α$吸收体（具有通量波动$-1.0<δ_{\rm Lyα}<-0.6$和~ $10^{15-16}$ $\rm cm^{-2}$的中性氢柱密度的那些）相关的多达13种金属物种。这些物种的柱密度降低向更高的红移和较弱的Ly $α$吸收。从建模的各种物种的柱密度，我们发现，柱密度模式表明，在环星系介质（CGM）和星系际介质（IGM）的多个气体成分的贡献。而低电离物质（例如，C II、Si II和Mg II）可以通过来自CGM的高密度冷气体（$T \sim 10^4$ K）来解释，高电离物质可能存在于IGM中的低密度或高温气体中。这些测量结果为Ly $α$森林重子声学振荡测量中的金属污染模型提供了输入。与高分辨率类星体光谱中的金属吸收和流体动力学星系形成模拟的比较可以进一步阐明这些Ly $α$吸收体的物理条件。
2022-06-22 astro-ph.CO astro-ph.GA
Narrow band selected high redshift galaxy candidates contaminated by lower redshift O[III] ultrastrong emitter line galaxies
上下文莱曼间断星系巡天（LBG）和窄带巡天（NB）已经成功地探测到了大量高红移星系的样本。这两种方法都受到低红移闯入者的污染。目标。在本文中，我们的目的是调查的性质，低红移的闯入者在NB莱曼- $α$发射（LAE）搜索。方法.从之前HAWK-I NB在z $\sim$ 7.7的成像中，我们确定了三个物体，如果我们的光学数据浅一个数量级（但仍然比近红外数据暗一到两个数量级），它们将被选为高红移LAE。我们在VLT用XSHOOTER跟踪这些天体的光谱。结果尽管由于恶劣的天气条件导致数据质量低下，但对于三个物体中的每一个，我们在物体的光谱中识别出一条且仅一条发射线，我们将其识别为O[III] 5007 A线。这一结果结合光谱能量密度拟合和基于几个星系群体的线比的测试，我们推断这3个物体是红移为$\sim$ 1.1的超强线发射体。结论.从这项工作和文献中，我们注意到，O[III]线似乎是一个常见的污染源，在高红移LBG和LAE样品，我们建议，努力把高精度的特性的O[III]光度函数的红移$\sim$ 3或更高。
2015-02-24 astro-ph.CO astro-ph.GA
Lyman-$α$ Polarization Intensity Mapping
我们提出了一种形式主义，将氢莱曼α（Ly $α$）的偏振所产生的辐射在星系晕的散射到强度映射的方法。使用晕模型以及基于模拟和观测的发射轮廓，我们计算了Ly $α$总强度、$I$、偏振强度、$P$、偏振度、$Π=P/I$以及两个新量（Ly $α$偏振的天体物理$E$和$B$模式）在红移$3\leq z \leq13$处的自动和交叉功率谱。$Π$功率谱的单晕项显示了一个转换，该转换表示偏振信号的平均范围，从而表示散射介质的范围。在我们的形式中，这个特征的位置取决于红移，以及特定的发射轮廓形状和范围。因此，比较不同Ly $α$的偏振量和红移可以打破竞争效应之间的简并性，从而可以揭示发射轮廓的真实形状，进而揭示晕中冷气体的物理性质。此外，测量的Ly $α$ $E$和$B$模式可以被用来作为星系演化的探针，因为它们涉及到的平均程度的各向异性的发射和在整个红移的晕气体分布。在$z \sim 3-5$上检测偏振信号，需要将目前地面实验的灵敏度提高一个因子$\sim 10$，并将以红移$z\sim 9-10$为目标的天基仪器的灵敏度提高一个因子$\sim 100$，精确值取决于具体的红移和实验。偏振中的闯入者污染预计很小，因为闯入者也需要被偏振。总的来说，Ly $α$偏振增加了星系及其周围环境中可检索的物理信息量，其中大部分信息无法单独通过总发射来实现。（节略）
2020-04-07 astro-ph.CO astro-ph.GA
Detection of Lyβauto-correlations and Lyα-Lyβcross-correlations in BOSS Data Release 9
莱曼- $β$森林是指遥远类星体光谱中位于莱曼- $β$和莱曼- $γ$辐射之间的区域。该区域的森林主要由共振Ly $α$和Ly $β$散射引起的吸收组合所主导。当除了1D Ly $α$森林之外还考虑1D Ly $β$森林时，数据的完整统计描述需要四个1D功率谱：Ly $α$和Ly $β$自功率谱以及Ly $α$-Ly $β$实部和虚部互功率谱。我们描述了如何使用最佳二次估计，自然解开LY $α$和LY $β$的贡献，这些可以测量。利用BOSS数据Release 9中约60，000条类星体视线的样本，我们测量了Ly $β$共振散射引起的一维涨落功率谱。虽然我们还没有足够仔细地修正我们的测量结果，以将它们用于宇宙学约束，但我们可以稳健地得出以下结论：i）Ly $β$功率谱和Ly $α$ -Ly $β$互谱具有很高的统计显著性：ii）互相关系数在大尺度上为$\approx 1$; iii）Ly $β$测量被相关的OVI吸收污染，这类似于Ly $α$森林的SiIII污染。Ly $β$森林的测量将允许扩展Ly $α$测量的可用路径长度，同时允许更好地理解星系际介质的物理学，从而更鲁棒的宇宙学约束。
2013-08-19 astro-ph.CO
A 10 deg$^2$ Lyman-$α$ survey at z=8.8 with spectroscopic follow-up: strong constraints on the LF and implications for other surveys
红移为$z \sim 10$的候选星系现在正在极深的调查中被发现，探测非常小的区域。因此，候选者非常微弱，使得光谱确认几乎不可能。为了克服这些限制，我们进行了CF-HiZELS调查，这是一个大面积，中等深度的近红外窄带调查，目标是$z=8.8$莱曼- $α$（Ly $α$）发射器（LAEs），并覆盖10度$^2$的一部分，SSA 22领域与加拿大-法国-夏威夷望远镜。我们测量了$4.7\times 10^6$ Mpc $^3$到Ly $α$光度极限$6.3\times10^{43}$ erg s $^{-1}$的共移动体积。我们通过应用以下标准寻找Ly $α$候选物：i）清晰的发射线源，ii）无光学检测（来自CFHTLS的$ugriz$），iii）在光学叠层中无可见检测（$ugriz > 27$），iv）目视检查可靠的NB $_J$和$J$检测，以及v）$J-K \leq 0$。我们计算光度红移，并删除了大量的尘埃较低的红移线发射体在$z \sim 1.4 $或$2.2$。总共发现了13个Ly $α$候选者，其中两个被标记为强候选者，但大多数对它们的SED具有非常弱的约束。使用后续观察与SINFONI/VLT，我们能够排除最强大的候选人为Ly $α$发射器。我们把一个强有力的约束在$z \sim 9$的LY $α$光度函数，并为正在进行的和未来的调查作出现实的预测。我们的研究结果表…
2014-02-26 astro-ph.CO astro-ph.GA
The UV Properties of Star Forming Galaxies I: HST WFC3 Observations of Very-high Redshift Galaxies
哈勃太空望远镜上的宽视场照相机3获得了深近红外成像，为研究非常高红移的宇宙提供了机会。对于$z\approx 7.7$以下的星系，存在足够的波长覆盖范围来探测静止帧紫外（UV）连续谱，而不受莱曼- $α$发射或莱曼- $α$破裂的污染。在这项工作中，我们使用近红外成像测量静止帧紫外连续色的星系在$4.7<z<7.7$。我们已经仔细定义了颜色-颜色选择，以最大限度地减少脱落样品的测量UV连续斜率中的任何固有偏差。对于最高的红移样本（$6.7<z<7.7$），选择为$z_{f850lp}$带辍学，我们发现平均紫外连续色近似等于零（AB），符合无尘，太阳金属量，恒星形成人口（或适度的低金属量的人口）。在较低的红移，我们发现，平均紫外连续色的星系（在相同的光度范围内）是红色的，和星系具有较高的光度也略红平均。对此的一种解释是，较低的红移和更明亮的星系是尘埃，但这种解释是复杂的恒星形成历史和金属丰度的影响，并可能初始质量函数的紫外线连续色。
2011-06-30 astro-ph.CO
Spectroscopy of luminous z>7 galaxy candidates and sources of contamination in z>7 galaxy searches
我们提出了三个明亮的z+ dropout候选人从深近红外（NIR）成像的COSMOS 2平方度的领域。这三个天体都与其他已发表的z>7候选天体的0.8- 8 um颜色相匹配，但比它们亮了三个星等，便于进一步研究。其中两个候选者的深度光谱覆盖了0.64- 1.02微米，使用了0.94- 1.10微米和1.52- 1.80微米的深度光谱覆盖了0.94- 1.10微米，使用了0.94-NIRSPEC，在两个物体中检测到了微弱的光谱特征，初步确定为z=6.95和z=7.69的Ly-alpha。基于24 μ m和弱光学检测，将第三物体放置在z~1.6处。与已知z<7星系的光谱能量分布进行比较，包括具有强谱线、大消光和测光中大系统不确定性的天体，没有产生类似颜色的天体。然而，所有三个物体的λ> 1 μ m的特性都可以与z~1.8的光度红移的光学检测源相匹配，因此i+和z+波段的非检测是有利于z>7解决方案的主要因素。如果这些天体中的任何一个在z~7，则亮度函数的亮端在z>7时明显高于以前的研究，但在统计不确定性和暗物质晕分布范围内是一致的。如果这些天体是低红移的，莱曼-布雷克选择必须被以前未知的低红移天体的数量所污染，这些天体在其宽带光谱能量分布和蓝色近红外颜色中具有非常强的突变。讨论了这一结果对高红移下光度函数演化的意义。我们发现，z>7星系搜索与广泛的过滤器的主要限制是可用的光学数据的深度…
2011-01-21 astro-ph.CO
Measurements of the $z > 5$ Lyman-$α$ forest flux auto-correlation functions from the extended XQR-30 data set
本研究首次基于扩展XQR-30数据集测量了$5.1 \leq z \leq 6.0$红移区间的Ly$α$森林通量自相关函数，并引入相关软件工具，验证了观测数据与模拟模型在测量氢电离光子平均自由程$λ_{\text{mfp}}$上的一致性。
2023-09-06 astro-ph.CO astro-ph.GA
Lyman-alpha Emission from a Luminous z=8.68 Galaxy: Implications for Galaxies as Tracers of Cosmic Reionization
我们报告了在凯克天文台使用MOSFIRE摄谱仪在明亮的星系EGSY-2008532660（以下简称EGSY 8 p7）中发现的莱曼α发射（Ly $α$）。首先由Roberts-Borsani等人（2015）报道，它被选择用于光谱观测，因为它的光度红移（$z_{phot}=8.57^{+0.22}_{-0.43}$），表观亮度（H $_{160}=25.26\pm0.09$）和红色斯皮策/IRAC [3.6]-[4.5]颜色指示[4.5]带中的强氧发射污染。总积分的$\sim$ 4.3小时，我们的数据揭示了在$\simeq$ 11776的发射线，我们认为这可能是在红移$z_{spec}=8.683^{+0.001}_{-0.004}$的Ly $α$，在良好的协议与测光估计。在两个晚上使用不同的狭缝取向独立地检测到该线，其检测意义为$\sim7.5σ$。一个重叠的天际线有助于显着的不确定性的总线通量，虽然检测到的线的意义是强大的各种天际线掩蔽程序。通过直接相加和高斯拟合，我们估计95%置信范围为1.0--2.5 $\times10^{-17}$ erg s $^{-1}$ cm $^{-2}$，对应于17--42 mm的静息帧等效宽度。EGSY 8 p7是迄今为止通过光谱确认的最遥远的星系，也是EGS领域中第三个发光源，超过了$z_{phot}\gtrsim7.5$，在星系际介质被认为…
2015-08-13 astro-ph.CO astro-ph.GA
Alcock-Paczynski Blinding Scheme for the Ly-$α$ Forest Analysis
研究针对莱曼-α森林分析提出基于阿尔科克-帕钦斯基检验改进的盲法，通过对类星体森林波长空间几何移位隐藏背景膨胀历史，经多数据集测试，能稳健移位BAO峰值位置，是宇宙学推断的可行方法。
2026-11-09 astro-ph.CO
Stacking HI in the dark: Towards detecting the reionization-epoch 21 cm signal in Lyman-$α$ dark gaps
Max-Planck-Institut für Astronomie（马克斯·普朗克天文学研究所）
提出利用类星体吸收光谱暗隙引导的实空间堆叠技术，探测再电离纪元21厘米信号，模拟显示约100个暗隙可实现信噪比超10的稳健探测。
2026-09-09 astro-ph.CO
Magnification bias reveals severe contamination in Hubble Frontier Field photo-z catalogs
本研究利用放大效应偏差概念对HFF透镜场测光红移目录进行首次统计估计，发现约56%的3.5<z_phot<5.5样本可能受低红移污染，并建议通过JWST观测单独缓解污染以研究高红移宇宙。
2025-07-12 astro-ph.CO astro-ph.GA
Rest-Frame Optical Emission Lines in z~3.5 Lyman Break selected Galaxies: The Ubiquity of Unusually High [OIII]/Hbeta Ratios at 2 Gyr
利用Keck 1望远镜上的MOSFIRE观测了24个恒星形成星系在z~3.2-3.7范围内的静止标架光发射谱线。在18个LBG中检测到强的静止帧光学[O III]和H β发射线。[O III]5007与Hbeta的中位通量比为5.1+/-0.5，比具有类似恒星质量的本地星系高出5- 10倍。观测到的Hbeta光度与估计的恒星形成率的预期非常一致，并且在深X射线堆栈中没有检测到我们的源，排除了活动星系核的重大污染。将我们的样本与文献中的各种LBG（包括以非常相似的方式选择的49个星系）相结合，我们发现[OIII]/Hbeta = 4.8+0.8-1.7的高中位数比率。这种高比率似乎是z~3-4 LBG的普遍特征，与类似恒星质量的典型本地恒星形成星系非常不同。在z~0的唯一可比较的系统是那些具有类似的高比恒星形成率的系统，尽管恒星质量低5倍。高比恒星形成率要么导致更高的电离参数，要么导致星际介质的其他不寻常条件，从而导致更高的[OIII]/H β线比。这意味着一个星系的整体属性，特定的恒星形成率，和ISM在恒星形成区域的局部条件之间有很强的关系。
2016-03-24 astro-ph.CO astro-ph.GA
Magnification by Galaxy Group Dark Matter Halos
我们报告的检测引力透镜放大率的人口的星系群，在4.9西格玛的显着性水平。我们使用宇宙1.64度^[2]场中的X射线选择群和高红移莱曼break星系作为源，测量了样品之间的透镜诱导角互相关。在证明我们确实检测到放大信号并且没有受到样本物理重叠的污染的满意一致性检查之后，我们继续实施最佳加权交叉关联函数以进一步提高测量的信噪比。解释这种最佳加权测量使我们能够研究透镜群的性质。我们使用复合晕的方法，考虑到奇异的等温球和Navarro-Frenk-White配置文件，并找到我们的最佳拟合值是一致的，使用弱透镜剪切技术恢复组质量的完整分布。我们认为，未来的弱透镜的研究将需要结合放大以及剪切，既要减少残留的系统学，并充分利用所有可用的源信息，在努力最大限度地提高科学产量的观察。
2012-06-22 astro-ph.CO
Cosmology with dropout selection: Straw-man surveys and CMB lensing
我们试图证明2 < z < 5 dropout星系形成大尺度结构的手段、动机和机会。与低z示踪剂一起，这些样品将映射几乎所有的线性模式，并促进在前所未有的体积上对CMB透镜内核进行层析成像分解，从而产生物质密度波动（的时间演化）的代理，为水平尺度广义相对论、中微子质量和暴胀提供令人信服的测试-即，曲率，运行的光谱指数和规模依赖晕偏置（本地）原始非高斯。专注于颜色的选择，我们估计的完整性，污染，和光谱调查的速度定制莱曼break星系（LBG）的样本。我们预测的潜力CMB透镜互相关，集群红移和红移空间失真（RSD）分析。特别是，我们估计：的深度依赖性的闯入者的基础上CFHTLS数据和传播这在宇宙学的偏见;新的推论（非线性）晕偏见在这些红移和深度使用遗留数据;详细的预测LBG光谱将观察到的DESI，PFS，和他们的继任者。我们进一步评估潜在的光谱设施的相对竞争力的基础上，一个直观的数字的优点，并定义一个现代化的传统选择的光度系统LSST在必要的。我们确认这些科学案例是引人注目的可实现的设施，在未来十年内，通过定义一个LBG样本的增加莱曼α等效宽度与红移，这提供了两个高Z和测量CMB透镜互相关的增长率在z=3和4的显著性测量在数百个水平的RSD约束。最后，我们讨论的局限性和途径的改进超出了这个初步的探索（删节）。
2019-08-27 astro-ph.CO astro-ph.GA
The HETDEX Survey: Emission Line Exploration and Source Classification
本文介绍了 HETDEX 巡天及其主要分类工具 ELiXer，通过结合多种选择标准，在低分辨率下实现了 LAE 星系与低红移 [OII] 星系的高精度分离，满足 HETDEX 科学需求。
2023-01-04 astro-ph.CO astro-ph.GA
Unbiased Cosmological Parameter Estimation from Emission Line Surveys with Interlopers
由低分辨率发射谱线巡天产生的星系星表中，由于谱线的错误识别，经常同时包含前景和背景的闯入者，这会使宇宙学参数的估计产生偏差。本文提出了一种利用主样本和干扰样本的自功率谱和互功率谱的联合分析来校正干扰偏差的方法。特别是，我们可以从干涉者和巡天星系之间的互相关中测量干涉者的分数，因为真正的互相关必须小到可以忽略不计。估计的闯入者分数，反过来，消除宇宙学参数估计中的闯入者偏差。例如，在霍比-埃伯利望远镜暗能量实验（HETDEX）中，低红移（$z<0.5$）[O II] $\lambda3727$的拉曼发射体污染了高红移（$1.9<z<3.5$）的莱曼- $α$线发射体。我们表明，联合分析方法产生高信噪比测量的闯入者分数，而只有轻微增加的宇宙学参数的不确定性相对于没有闯入者的情况下。我们还表明，同样的情况也适用于宽视场红外巡天望远镜（WFIRST）任务的高纬度光谱巡天，在低红移的巴尔末- $α$线发射体（$1.1<z<1.9$）和高红移的氧（[O III] $\lambda5007$）线发射体（$1.7<z<2.8$）之间发生污染。
2019-05-29 astro-ph.CO
Unveiling the nature of bright z ~ 7 galaxies with the Hubble Space Telescope
本文介绍了新的哈勃空间望远镜/宽视场照相机3在z ~ 7上对25个极亮（-23.2 <MUV < -21.2）莱曼破裂星系（LBG）的成像。该样本最初是从UltraVISTA/COSMOS和UDS/SXDS领域的1.65 deg^2地基成像中选择的，包括极端的莱曼α发射体"Himiko“和”CR 7“。对深源Spitzer测光的解融合分析表明，这些星系具有很强的静止系光学星云发射线（EW_0（H_beta + [OIII]）> 600 A）。我们发现，在明亮的z ~ 7星系中（f_multi > 0.4），不规则的、多分量的、暗示着星系团或星系合并的形态是普遍存在的，而在非常明亮的一端（M_UV < -22.5）则是普遍存在的。这些星系的半光半径范围为r_1/2 ~ 0.5-3 kpc。尺寸测量提供了在z ~ 7处延伸到M_UV ~-23的尺寸-光度关系的第一个确定。我们发现，当r_1/2 ~ L^1/2时，关系是陡峭的。然而，排除块状、多成分星系，我们发现了一种较浅的关系，这意味着明亮的LBG中恒星形成率表面密度增加。使用新的，独立的，HST/WFC 3数据，我们确认，在z ~ 7的静止帧UV光度函数有利于幂律下降在明亮的一端，相比于指数Schechter函数下降。最后，这些结果对欧几里得任务有重要的意义，我们预测它将在z ~ 7处探测到> 1000个类似的明亮星系。我们新的HS…
2016-12-19 astro-ph.CO astro-ph.GA
A multi-tracer empirically-driven approach to line-intensity mapping lightcones
研究提出SkyLine计算框架，结合MultiDark Planck 2模拟和UniverseMachine模型生成包含观测特征与污染的真实线强度映射（LIM）光锥，并量化了多种发射线及河外示踪剂的功率谱与互相关，为未来LIM巡天信息提取与污染控制提供关键模拟工具。
2023-09-13 astro-ph.CO astro-ph.GA
Spatially Resolved Emission of a High Redshift DLA Galaxy with the Keck/OSIRIS IFU
我们提出了第一个Keck/OSIRIS红外IFU观测的高红移阻尼莱曼α（DLA）星系的视线中检测到的背景类星体。通过利用激光导星自适应光学系统（LGSAO）将类星体点扩展函数降低到半高宽约0.15角秒，我们能够搜索和绘制没有类星体污染的前景DLA辐射。我们给出了DLA 2222-0946的H-α和[OIII] $λλ$ 5007，4959发射在z ~ 2.35的红移处的图。从H-α发射区的合成光谱中，我们测量到恒星形成速率为9.5 $\pm$ 1.0 M $_{\odot}$年$^{-1}$，动力学质量为M $_{dyn}$ = 6.1 x 10 $^9$ M $_{\odot}$。平均恒星形成率表面密度<SFR} > = 0.55 M $_{\odot}$ yr $^{-1}$ kpc $^{-2}$，中心峰值为1.7 M $_{\odot}$ yr $^{-1}$ kpc $^{-2}$。使用标准的Kennicutt-Schmidt关系，这对应于$Σ_{gas}$ = 243 M $_{\odot}$ pc $^{-2}$的气体质量表面密度。对星系的大小进行积分，我们发现总气体质量为M $_{gas}$ = 4.2 x 10 PDMATHAMR M $_{\odot}$。我们估计DLA 2222-0946的气体分数为$f_{gas}$ ~ 40%。我们检测到[NII] $λ$ …
2013-10-31 astro-ph.CO
The UV Luminosity Function of star-forming galaxies via dropout selection at redshifts z ~ 7 and 8 from the 2012 Ultra Deep Field campaign
我们提出了一个高红移恒星形成星系的目录，选择位于红移范围z ~ 7-8使用超深场2012（UDF 12），最深的近红外（近红外）曝光与哈勃太空望远镜。由于近红外曝光时间的增加，与以前的HST成像相比，在这个领域，我们探测到0.65（0.25）mag的绝对UV星等更暗，z ~ 7（8），这增加了测量星系光度函数的暗端斜率的置信度。通过一个0.7 mag更深的限制，在关键的F105 W过滤器，包括或谎言只是longward的莱曼休息，我们也实现了一个非常完善的颜色选择，平衡高红移的完整性和低预期的污染分数。我们将退出选择的UDF源的数量在z ~ 7处提高到47个，在z ~ 8处提高到27个。通过比较较亮的档案和地面样品，我们测量了z ~ 7 UV光度函数，其绝对星等极限为M_UV = -17，并发现暗端Schechter斜率为α= -1.87+/-0.18。在z ~ 8处使用类似的颜色-颜色选择，考虑到我们在F140 W滤波器中新添加的成像，并结合HIPPIES和BoRG活动的存档数据，我们提供了z ~ 8处微弱末端斜率的稳健估计，α= -1.94 +/- 0.23。我们简要讨论了我们的结果在早期工作的背景下，使用相同的UDF 12数据，但与一个独立的光度红移技术（麦克卢尔等2012）。
2012-12-20 astro-ph.CO
Frontier Fields : Combining HST, VLT and Spitzer data to explore the $z$$\sim$8 Universe behind the lensing cluster MACS0416$-$2403
HST Frontier Fields项目始于2013年底，旨在提供6个大质量星系团的极深图像。该计划的主要目标之一是将几台望远镜推向极限，以便提供宇宙最早阶段的最佳当前视图。我们提出了一个详细的分析$z$ $\sim$ 8对象背后的HFF透镜集群，MACS 0416 -2403，结合0.3-1.6 $μ$ m成像从HST，地面$K_s$成像从VLT霍克-I，3.6 $μ$ m和4.5 $μ$ m斯皮策太空望远镜。我们应用经典的莱曼中断技术，结合非检测标准和颜色选择。为了避免中$z$闯入者的污染，我们需要在光学和近红外数据之间有一个强的中断。$z$ $\sim$ 8处的光度函数使用利用SED拟合结果的MC方法来计算。一条警示信息是从新的深光学测光的$z$ $\sim$ 8星系以前确定在这个集群，这是现在坚定地检测到一个中等$z$闯入者与一个强大的$\approx1.5$等巴耳末突变（F606 W和F125 W之间）。使用该闯入者的SED，我们估计了MACS 0416 $-$ 2403样品的污染率，以及基于HFF数据的Abell 2744中的先前样品的污染率。我们的选择恢复了4个稳健的对象，m $_{F160W}$范围从26.0到27.9 AB，位于适度扩增区域（$μ<$ 2.4）。其中两个天体在IRAC 3.6 $μ$ m和4.5 $μ$ m波段之间显示出二次断裂，这可能与$z$ …
2014-12-04 astro-ph.CO astro-ph.GA
The UV galaxy luminosity function at z=3-5 from the CFHT Legacy Survey Deep fields
我们测量和研究的紫外星系光度函数（LF）在z=3-5的最大的高红移调查，CFHT遗产调查的深部分的演变。我们也给出了在这些红移的SFR密度的准确估计。我们考虑了从这个数据集的非常深的ugriz图像中选择的大约100，000个z~3.1，3.8和4.8的Lyman break星系，并估计了它们的静止框架1600 A光度函数。由于调查量很大，宇宙方差的作用可以忽略不计。此外，我们以前所未有的统计精度测量LF的亮端。污染分数从恒星和低z星系闯入者估计模拟。为了纠正不完整性，我们研究了模拟星系的检测率注入到图像作为一个函数的大小和红移。我们估计了分析中几个系统效应的贡献，以测试我们结果的稳健性。我们发现我们的u-dropout样本的LF的亮端显著偏离Schechter函数。如果我们通过最近提出的放大模型修改函数，拟合会得到改善。这是第一次在LBG样本中，我们可以测量到密度区域，放大率会影响观察到的LF的形状，因为我们能够用这个数据集探测非常明亮和罕见的星系。我们发现在z~5和z~3之间LF的归一化$ϕ^{*}$增加了2.5倍。LF的弱端斜率在z~5和z~3之间没有显著地演变。我们没有发现一个显着的演变的特征幅度在所研究的红移区间。发现SFR密度从z~5到z~4增加~2倍。从z~4到z~3的演化不太显著。
2010-09-03 astro-ph.CO
Searching for massive galaxies at z>=3.5 in GOODS-North
在GOODS-N场中，我们将大质量候选星系的空间密度和性质限制在红移z>=3.5处。通过选择斯皮策+IRAC波段中的源，组装了高度恒星质量完整的样品，包括在光学/近红外波段中非常微弱的大质量星系，这些星系将被选择在较短波长的样品所错过。z>=3.5的样品被选择为在4.5微米处低至23等，使用通过在光学、近红外和IRAC波段拟合星系SED而获得的光度红移。我们还要求检测到候选物的最亮波段是IRAC 8微米波段，以确保近红外1.6微米（静止帧）峰值落在该波段内或超出该波段。我们发现了53个z>=3.5的候选者，质量在M~10^10-10^11M_sun之间。这些星系中至少有81%被传统的基于紫外线的莱曼布雷克选择方法错过。在z>=3.5的候选星系中，有60%的星系被探测到Spitzer+MIPS辐射。虽然在某些情况下，这可能表明来自较低红移恒星形成星系或AGN的残留污染，但在最近的SCUBA，AzTEC和MAMBO调查中，这些天体中有37%也在sub-mm/mm波段被检测到，并且具有与z>=3.5的活跃星暴星系完全一致的特性。恒星质量大于等于5 × 10^10 M_sun的星系的共动数密度（对于我们的样本来说，合理的恒星质量完整性极限）是2.6 × 10 ^-5 Mpc ^-3（使用3.5<z<5范围内的体积），相应的恒星质量密度为~2.9x10^6M_sunMpc^-3，或在相同恒星…
2009-02-03 astro-ph.CO
KiDS & Euclid: Cosmological implications of a pseudo angular power spectrum analysis of KiDS-1000 cosmic shear tomography
我们提出了一个断层弱透镜分析的千度调查数据发布4（KiDS-1000），使用一个新的伪角功率谱估计（伪$C_{\ell}$）正在开发的欧空局欧几里得任务。超过2100万个星系的形状信息被分为五个层析红移箱，范围从0.1到1.2的光度红移。我们使用多极范围$76<\ell<1500$中的八个频带测量伪$C_{\ell}$，用于断层摄影箱之间的自动功率谱和交叉功率谱。进行了一系列测试，以检查各种观测源的系统污染，包括恒星数密度，调查深度的变化和点扩散函数特性。虽然观察到与这些系统示踪剂的一些边缘相关性，但没有证据表明宇宙学推断存在偏见。B模式功率谱与零信号一致，没有来自E/B模式泄漏的显著残留污染。我们通过对掩模的影响进行正向建模，对伪$C_{\ell}$估计值进行贝叶斯分析。假设空间平坦的$Λ$ CDM宇宙学，我们约束的结构生长参数$S_8 = σ_8(Ω_{\rm m}/0.3)^{1/2} = 0.754_{-0.029}^{+0.027}$。当将KiDS-1000的宇宙剪切与最近斯隆数字巡天（SDSS）测量的明亮红色星系的重子声学振荡和红移空间畸变数据，以及莱曼- $α$森林及其与类星体的交叉相关相结合时，我们将这些约束收紧到$S_8 = 0.771^{+0.006}_{-0.032}$。这些结果与以前的KiDS-1000和SDSS分析非常一致，并证实了$\sim 3σ$张力与…
2022-07-04 astro-ph.CO
A Rest-frame Optical View on z~4 Galaxies I: Color and Age Distributions from Deep IRAC Photometry of the IUDF10 and GOODS Surveys
利用深源HST/ACS+ WFC 3/IR数据和Spitzer/IRAC成像，研究了z~4星系的静止坐标系紫外-光学色分布.特别是，我们使用来自IRAC超深场计划（IUDF 10）的新的超深数据。我们的样本包含了在HUDF和它的深平行场之一HUDF 09 -2以及GOODS-北和南中被选为B-dropout Lyman Break Galeries（LBG）的总共约2600个星系。该样品用于研究UV连续谱斜率β和巴耳末突变颜色（J_125-[4.5]）作为静止帧光学光度的函数。选择[4.5]滤波器以避免强静止帧光发射线的潜在污染。我们发现M_z<-21.5（大致相当于L*[z~4]）的星系比低光度的星系红得多。UV连续谱斜率和J_125-[4.5]颜色具有良好的相关性。对这种相关性最简单的解释是，在这些红移下的尘埃变红更好地用SMC样的消光曲线来描述，而不是通常假设的卡尔泽蒂变红。在对尘埃进行校正后，我们发现星系群的平均恒星星族年龄在10^8.5 ~ 10^9年之间，色散约为0.5 dex，并且只有微弱的光度变化趋势。与文献中的一些结果相反，我们发现只有一小部分星系显示巴耳末破裂色，这与非常年轻的年龄相一致，小于1亿年。在平滑的恒星形成历史的假设下，M_z为4的星系中，这一比例仅为12-19%<-19.75. Our results are consistent with a gr…
2012-11-05 astro-ph.CO
Discovery of bright z ~ 7 galaxies in the UltraVISTA survey
我们已经利用了新的，深，近红外UltraVISTA成像的COSMOS领域，与深光学和中红外成像，进行新的搜索在红移z ~ 7的发光星系。VISTA、CFHT、Subaru、HST和斯皮策提供的在1度^[2]的共同区域内的独特多波长数据集使我们能够通过首先搜索CFHT+HST光学数据中未检测到的Y+ J检测到的（< 25 AB等）天体来选择z > 6.5的候选星系。然后使用光度红移拟合代码对样本进行了改进，从而排除了低红移星系污染物和冷星系M，L，T矮星。这一过程的最终结果是我们在本文中提出的z > 6.5的（最多）10个可信星系候选者的小样本。前四个星系在z > 6.5时看起来是健壮的星系，拟合它们的叠加SED得到z = 6.98+-0.05，恒星质量M* = 5 × 10^9 Msun，静止坐标系UV光谱斜率β = -2.0+-0.2。接下来的三个也是z > 6.5星系的好候选者，但不能排除它们是低红移星系或矮星的可能性。我们最后的三个候选者的子集不仅受到潜在的矮星污染的影响，而且还包含可能位于z = 6.5以下的红移的物体。我们发现，Capak等人（2011）在COSMOS领域报告的三个更亮的z > 7星系候选者实际上都位于z ~ 1.5-3.5。因此，本文报道的新z ~ 7星系是在COSMOS领域发现的第一个可信的z ~ 7 Lyman break星系，也是迄今为止在这些红移…
2012-09-04 astro-ph.CO
