具有不同类星体贡献的亚毫米亮星系周围的星系周 Ly$\alpha$ 发射

我们呈现了 VLT/MUSE 观测，瞄准五个高红移（$z\sim$3-4）亚毫米星系（SMG）的扩展莱曼-$\alpha$（Ly$\alpha$）发射，这些星系具有递增的类星体（QSO）辐射：两个 SMG、两个寄主 QSO 的 SMG，以及一个寄主 QSO 且伴有 SMG 伴星系的 SMG（QSO+SMG）。这些源应位于质量相当的暗物质晕中（平均质量 $M_{\rm DM}\sim10^{12.2}\,{\rm M}_\odot$）。我们量化了 Ly$\alpha$ 发射的亮度与范围及其运动学，并检验了四种 Ly$\alpha$ 供能机制：来自 QSO/恒星形成的光致电离、星系/QSO 外流引起的激波、引力冷却辐射，以及 Ly$\alpha$ 光子共振散射。我们发现 Ly$\alpha$ 亮度和范围多样，其中 QSO+SMG 系统显示出最扩展且最明亮的星云，其次是寄主 QSO 的 SMG，最后是未探测到的 SMG 星系周介质（CGM）。这种多样性意味着引力冷却不太可能是主要供能机制。我们表明，对于平均密度 $n_{\rm H}>0.5\,$cm$^{-3}$，来自 QSO 的光致电离和 QSO 外流可贡献供能发射。此外，观测到的 Ly$\alpha$ 亮度随 QSO 的 Ly$\alpha$ 光子预算缩放（模每个星系中的尘埃含量），突显了 QSO 辐射的共振散射在供能星云方面的可能贡献。我们发现比通常围绕射电宁静系统报道的更大的 Ly$\alpha$ 线宽（FWHM$\gtrsim 1200\,$km$\,$s$^{-1}$），指向大尺度外流。需要针对具有已知寄主性质类似高红移大质量系统的统计巡天来确认我们的发现。