伽马射线暴宿主星系核心存在弥漫分子气体与尘埃的证据

在此我们构建了一个由 22 个红移 $z > 2$、用 X-shooter 观测的 GRB 组成的样本，以确定氢、金属、尘埃和分子种的丰度。这使我们能够研究高红移中性星际介质中的金属丰度与尘埃耗尽效应，并回答在 GRB-DLA 中是否存在（以及为何存在）H$_2$ 缺失的问题。我们拟合吸收线并测量不同金属种以及原子和分子氢的柱密度。所得相对丰度用于拟合尘埃耗尽序列，并确定尘埃-金属比与宿主星系内禀视觉消光。并不存在含 H$_2$ 的 GRB-DLA 缺失现象。我们在 22 个 GRB 余辉光谱中的 6 个检测到来自 H$_2$ 的吸收线，分子分数介于 $f\simeq 5\cdot10^{-5}$ 与 $f\simeq 0.04$ 之间，并在另外三个案例中声称有暂定探测。本样本中的 GRB-DLA 平均具有低金属丰度（$\mathrm{[X/H]}\approx -1.3$），可与稀有的 QSO-ESDLA 种群（log N(HI) $> 21.5$）相比。含 H$_2$ 的 GRB-DLA 被发现与显著尘埃消光 $A_V > 0.1$ mag 相关，且尘埃-金属比 DTM$> 0.4$。所有这些系统均表现出 log N(HI) $> 21.7$ 的柱密度。H$_2$ 探测的总比例为 $\ge 27$%（含暂定探测为 41%），是 QSO-DLA 一般种群中的三倍。对于 $2<z<4$ 且 log N(HI) $> 21.7$，GRB-DLA 与极强 QSO-DLA 中的 H$_2$ 探测比例为 60-80%。这很可能是以下事实的结果：具有高 N(HI) 的 GRB- 与 QSO-DLA 均探测到小冲击参数的视线，表明吸收气体与吸收星系内部区域相关，那里气体压强更高且 HI 向 H$_2$ 的转化发生。