阻尼莱曼-α系统中的金属丰度-自旋温度关系
宇宙学与河外天体物理
2014-11-20 v1
摘要
我们报告了自旋温度 T_s 与金属丰度 [Z/H] 之间存在反相关的证据，该反相关在红移 0.09 < z < 3.45 的 26 个阻尼莱曼-α吸收体（DLA）样本中以 3.6 σ 的显著性被探测到。在 20 个具有测量覆盖因子的 DLA 子样本中，该反相关以 3 σ 的显著性被探测到，表明它并非源于低覆盖因子。通过线性回归分析，我们得到 T_s = (-0.68 ± 0.17) × [Z/H] + (2.13 ± 0.21)。我们的结果表明，DLA 中发现的高 T_s 值并非源于光学和射电视线之间的差异，而很可能反映了底层的气体温度分布。T_s 与 [Z/H] 之间的趋势可以通过以下方式解释：在金属丰度高的星系中，气体冷却的辐射路径更多，导致冷气体比例高，从而自旋温度低。相反，低金属丰度星系的冷却路径较少，导致暖气体比例大，T_s 高。红移 z>1.7 的大多数 DLA 具有低金属丰度 [Z/H] < -1，这意味着高红移 DLA 中的 HI 主要是暖气体。T_s 与 [Z/H] 之间的反相关与 DLA 中存在质量-金属丰度关系一致，这由 DLA 金属丰度与金属线运动学宽度之间的紧密相关性所暗示。大多数高红移 DLA 可能起源于低质量（M_vir < 10^10.5 M_sun）、低金属丰度（[Z/H] < -1）和低冷气体比例的星系。
引用
@article{arxiv.0909.2459,
title = {A metallicity-spin temperature relation in damped Lyman-$\alpha$ systems},
author = {Nissim Kanekar and Alain Smette and Frank H. Briggs and Jayaram N. Chengalur},
journal= {arXiv preprint arXiv:0909.2459},
year = {2014}
}
备注
5 pages, 2 figures; accepted for publication in Astrophysical Journal Letters