星系外流能否解释莱曼α发射体的性质？

我们通过计算莱曼α光子穿过星系外流的逃逸，在一个宇宙学框架下研究了莱曼α发射体的性质。我们将GALFORM半解析星系形成模型与蒙特卡洛莱曼α辐射转移代码相结合。利用两种外流几何结构——一个中性气体壳层和一个喷射物质的星风，两者均以恒定速度膨胀——预测了0<z<7范围内莱曼α发射体的性质。我们针对一组具有不同氢柱密度、膨胀速度和金属丰度的外流，从线宽、不对称性和相对于线心的偏移方面，表征了这两种外流几何结构所预测的莱曼α线轮廓的差异。总体而言，对于相同的参数组，壳层几何结构的莱曼α线轮廓更宽、更不对称，且莱曼α逃逸分数低于星风几何结构。为了在半解析模型GALFORM中实现外流几何结构，通过匹配整个观测红移范围内莱曼α发射体的光度函数，设定了外流模型中的若干自由参数。这些模型与观测推断的莱曼α逃逸分数、等值宽度分布以及复合光谱中莱曼α线的形状一致。有趣的是，我们预测的莱曼α发射体的紫外光度函数以及高红移莱曼断裂星系样本中莱曼α发射体的比例，与观测结果部分一致。高红移时中性星系间介质对莱曼α线的衰减可能是造成这种不一致的原因。我们预测，与相同紫外光度下的整体星系种群相比，莱曼α发射体构成了一个具有较低金属丰度、较低瞬时恒星形成速率和较大尺寸的星系子集。