高红移相互作用星系的延展 Lyman-alpha 辐射

最近的观测发现了一类延展的 Lya 源，被称为 Lyman-alpha blob (LAB)，位于高红移 z ~ 3 - 6.6 处。这些 LAB 的典型光度为 L ~ 10^42-10^44 erg/s，尺寸为数十千秒差距，其中一些巨大的可达 D ~ 100 kpc。然而，这些 LAB 的起源尚不清楚。在本文中，我们通过结合流体动力学模拟与三维辐射转移计算，研究高红移处相互作用星系的 Lya 辐射，从而探讨 LAB 形成的并合模型。我们的星系模拟聚焦于一组质量范围为 3-7 *10^12 Msun、红移范围为 z ~ 3 -7 的双星主要并合事件，并使用新改进的 ART^2 代码进行辐射转移计算，该代码耦合了多波段连续谱、氢电离和 Lya 线辐射。我们发现，引力相互作用引发的剧烈恒星形成和增强的冷却效应产生了来自这些并合星系的强 Lya 辐射。由于源和气体的延展分布，Lya 辐射呈现出延展特征。在星系前身体近距离相遇且恒星形成率峰值达到 ~ 10^3 Msun/yr 时，我们的模型产生的 Lya blob 光度为 L ~ 10^42-10^44 erg/s，在 z>6 时尺寸为 D ~ 10-20 kpc，在 z ~ 3 时尺寸为 D ~ 20-50 kpc，这与同一红移范围内的观测结果大致吻合。我们的结果表明，并合星系可能产生一些观测到的典型 LAB，但那些巨大的 LAB 可能由比本模型中质量更大的并合事件产生，或者由并合与大尺度纤维状结构的冷吸积共同产生。