用MUSE莱曼-α发射观测约束z>3的宇宙UV背景
星系天体物理
2021-03-31 v1 宇宙学与河外天体物理
摘要
宇宙UV背景（UVB）来自所有电离光子源（如恒星形成星系与类星体），决定了星系际介质（IGM）的热演化与电离状态，因此是宇宙结构形成模型的关键要素。此前多数估计基于观测与模拟的莱曼-森林比较。我们呈现一种独立方法的结果，通过搜寻自屏蔽云产生的荧光莱曼-发射，约束UVB光电离率与莱曼极限系统（LLSs）覆盖分数的乘积。由于预期面亮度远低于当前直接成像灵敏度极限，我们开发了一种基于三维堆叠的新方法：利用深度MUSE观测，在2.9<z<6.6范围内对莱曼-发射星系（LAEs）周围的IGM进行堆叠。将我们的结果与从EAGLE模拟提取的模拟立方体获得的LLSs覆盖分数结合，我们得到了z>3处UVB的新的独立约束，与先前测量一致，且在z=3处偏好相对较低的UVB强度，并表明 HI在3<z<5间随红移增加呈非单调下降。这可能暗示某些UVB模型与当前观测间存在张力，但需更深更广的莱曼-发射与吸收观测确认。若改用当前模型的UVB值，我们的结果约束3<z<4.5内距LAEs 150kpc内的LLSs覆盖分数小于25%。
引用
@article{arxiv.2103.09250,
title = {Constraining the cosmic UV background at z>3 with MUSE Lyman-{\alpha} emission observations},
author = {Sofia G. Gallego and Sebastiano Cantalupo and Saeed Sarpas and Bastien Duboeuf and Simon Lilly and Gabriele Pezzulli and Raffaella Anna Marino and Jorryt Matthee and Lutz Wisotzki and Joop Schaye and Johan Richard and Haruka Kusakabe and Valentin Mauerhofer},
journal= {arXiv preprint arXiv:2103.09250},
year = {2021}
}
备注
19 pages, 17 figures, accepted on MNRAS