解读再电离类似体中空间分辨的 Lyman-alpha 轮廓：宇宙正午的 Sunburst Arc

氢 Lyman-alpha (Ly$\alpha$) 发射线是光致电离气体最明亮的光谱特征，被认为是 Lyman 连续谱 (LyC) 光子逃逸的间接示踪剂，特别是当星际介质过于不透明而无法直接探测时。然而，共振散射使解释 Ly$\alpha$ 光子的经验性质变得复杂，需要辐射转移模拟来捕捉它们与底层气体动力学的强耦合。在本研究中，我们利用强引力透镜提供的卓越空间分辨率，研究了 $z\!\sim\!2.37$ 处的 Sunburst Arc 星系中几百 pc 尺度上 Ly$\alpha$ 轮廓与 LyC 泄漏之间的联系。使用 Magellan MIKE 获得的新光学阶梯光谱表明，LyC 泄漏和非泄漏区域均表现出具有增强红峰的经典双峰 Ly$\alpha$ 特征，表明星系中多个位置存在外流。两个区域还在双峰之上显示出中心高斯峰，表明存在独立于 LyC 泄漏而直接逃逸的 Ly$\alpha$ 光子。我们引入了一种基于机器学习的方法来模拟 Ly$\alpha$ 模拟，以在连续参数空间中量化本征动力学 ($\sigma_{\mathrm{int}}$)、中性氢柱密度 ($N_{\mathrm{HI}}$)、外流速度 ($v_{\mathrm{exp}}$) 和有效温度 ($T$)。通过比较 Sunburst 中空间和光谱分辨的 Ly$\alpha$ 谱线，我们认为直接逃逸的 Ly$\alpha$ 光子起源于跨越约 $1$ kpc 的充满体积的温电离介质，而 LyC 泄漏则局限于 $\lesssim\!200$ pc 的区域。这些亚 kpc 尺度的 Ly$\alpha$ 轮廓变化突显了在存在气体与年轻恒星非均匀混合的情况下解释积分性质的复杂性，强调了对遥远星系进行空间和光谱分辨观测的必要性。