打破宇宙浓雾：JWST/NIRSpec 对中子星合浦银河系中光子逸出率的约束
星系天体物理
2026-03-18 v1
摘要
Lyman 连续光子逸出率（fesc(LyC）是我们理解宇宙中子星化学的最后一个关键未知数。由于中际星际介质（IGM）的透明性，直接估计中子星化学时代（EoR）中光子逸出率（fesc）是不可能的。然而，较高的 fesc 会在星系光谱中留下明确的痕迹，由于大气线和连续辐射减弱，导致 UV 连续光谱斜率（betaUV）更蓝。我们利用 DAWN JWST Archive 中大量深度 JWST/NIRSpec 光谱数据，对 5 < zspec < 10 区间的超过 1400 颗星系进行分析，并基于 SED 拟合结合撕车栅栏模型约束其 fesc。我们识别出 71 颗高置信度来源，其 fesc 显著大于 0。我们将这一高逸出子样本与母样本以及已建立的诊断指标（包括 betaUV 斜率、O32 和 SFR 表面密度（SigmaSFR））进行比较。对于整体样本，我们发现大多数来源的逸出率较低（<1%），但少数子样本似乎释放了大量光子进入 IGM，其平均 fesc 约为 ，足以驱动中子星化学。尽管近期的脉冲性及低金属度下原生恒星光子输出仍存在不确定性，但我们的结果表明 JWST/NIRSpec 在识别单个 LyC 漏泄者、测量平均 fesc 以及约束中子星化学驱动因素方面具有独特能力。
引用
@article{arxiv.2507.01096,
title = {Breaking Through the Cosmic Fog: JWST/NIRSpec Constraints on Ionizing Photon Escape in Reionization-Era Galaxies},
author = {Emma Giovinazzo and Pascal A. Oesch and Andrea Weibel and Romain A. Meyer and Callum Witten and Aniket Bhagwat and Gabriel Brammer and John Chisholm and Anna de Graaff and Rashmi Gottumukkala and Michelle Jecmen and Harley Katz and Joel Leja and Rui Marques-Chaves and Michael Maseda and Irene Shivaei and Maxime Trebitsch and Anne Verhamme},
journal= {arXiv preprint arXiv:2507.01096},
year = {2026}
}
备注
Submitted to A&A