高柱密度类星体吸收系统宿主星系中的星系风与延展莱曼α发射

我们展示了在红移z~3的高柱密度吸收系统宿主星系中，来自中心源的莱曼α辐射在空间和光谱扩散上的三维共振辐射转移模拟。这些辐射转移模拟基于一套宇宙学星系形成模拟，该模拟再现了阻尼莱曼α吸收系统观测到的广泛性质。预测莱曼α发射在空间上可延展至数角秒，其光谱宽度被展宽至数百（某些情况下超过一千）公里/秒。模拟星系中气体的分布和动力学状态是复杂的，后者包含来自自转以及内流和外流的显著贡献。出射的莱曼α辐射延伸至柱密度N_HI ~ 10^18 cm^{-2}的气体，其光谱形状随观测角度强烈变化。对中心HI柱密度和HI速度场的强依赖性表明，莱曼α发射也将在中心区域几个动力学时标的时标上随时间强烈变化。这种随时间的变化在宿主星系经历重大并合和/或星暴时期应尤为显著。取决于沿给定视线方向内流或外流的主导地位以及中心柱密度，光谱显示出突出的蓝峰、红峰或双峰轮廓。空间分布和光谱形状都对星系风实现的细节非常敏感。更强的星系风导致空间上更延展的莱曼α发射，并且——有些反直觉地——导致更窄的光谱分布。