Ar I as a tracer of ionization evolution

我们研究了赤色浓度在15个阻尼Lyα系统（DLAs）中的Ar浓度，这些系统位于红移区间 2.3 到 3.4。该样本包括4个新的UVES/VLT对Ar I列密度的测量。大多数DLAs显示出相对于其他α-capture元素（具有相同核合起源）的Ar显著不足。我们指出，尘埃耗尽以及DLAs内部的介入HII区域都无法解释这种不足。在以变异光谱分布的光致成离子模型中嵌入HI区的框架中，找到了自然解释。 在z ~ 2.5时，观察到的Ar缺乏较大，[Ar/alpha] ~ -0.6/-0.8 dex，暗示存在硬质、由QSO主导的光谱。在z >~ 3时，缺乏较小，暗示存在柔和的、恒星类型的光谱，尽管需要更多数据才能概括这一高z结果。我们认为Ar浓度的变化是由UV介galactic光谱演化所致，其中DLAs内部的UV辐射必须较小（即DLAs应具有适中星形成率），而外部背景必须在z > 3时变得更柔和。前者与DLAs浓度的适中演化以及缺乏与DLAs相关的Lyα和Hα辐射相符。后者与IGM中SiIV/CIV比值的观察演化、在z >~ 3时Ly破裂星系UV光子逃逸率较高的称呼，以及HeII再离子化似乎发生在z ~ 3.4和z ~ 3之间这一发现相符。就当地星际研究而言，我们预计在z ~ 2.3到z=0的红移范围内，Ar浓度会上升，当星系的光谱场超过类星体的时刻便可观察到这一现象。