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金属在重 ionized 时代的分布范围?统计约束与富集模型的 reconcilation

星系天体物理 2025-11-05 v2

摘要

类星体吸收系统的发生率与其星系空间密度成正比,比例因子为平均吸收横截面积。在本文中,我们使用这些两种统计量的红移参数化模型来预测等效宽度 (WrW_r) 径向轮廓模型的宇宙演化,该模型针对低电离种类 Mg II 和 O I 进行了优化。我们的模型与文献中良好采样的低红移 Mg II 等效宽度/影响参数对非常匹配。在我们关注的演化范围包括从重 ionized 时代到宇宙正午时期。我们的发现包括:(1) 在 z6z \approx 6--88 之后,Mg II 及其因此涉及的冷 (T104T\sim 10^4 K)、富集气体的范围持续随时间减小。这一效应在 Wr27960.3W_r^{2796}\lesssim 0.3 {\AA} 系统(模型最外层)中更为显著,一般而言,O I 的影响大于 Mg II,这可能是由于 UV 背景光致电离的开始所致。(2) Wr27961W_r^{2796}\gtrsim 1 {\AA} 系统(模型内层)的线密度持续随星系形成率密度增加而增长,直至在宇宙正午时达到峰值。而 Wr27960.3W_r^{2796}\lesssim 0.3 {\AA} 系统的线密度在同一时期保持不变或减小。(3) 在重 ionized 结束时,填充因子低得足以让风暴尚未到达相邻星系。这意味着这些星系是自行富集的,这与半解析模型的建议相符。我们讨论了如何在统计预测与早期金属富集模型之间进行 reconcilation,并为未来分析 z>6z>6 处的类星体吸收线提供了实用的比较基准。

关键词

引用

@article{arxiv.2509.02434,
  title  = {How far have metals reached? Reconciling statistical constraints and enrichment models at reionization},
  author = {Sebastian Lopez and Jens-Kristian Krogager},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2509.02434},
  year   = {2025}
}

备注

Accepted to A&A