类星体近邻区中的氢自屏蔽效应
宇宙学与河外天体物理
2013-07-24 v2 星系天体物理
摘要
我们计算了红移z=3处、由质量为Mbh=4.47e8 Msun的超大质量黑洞驱动的、总光度Lbol=1.62e13 Lsun的类星体周围750 proper kpc/h范围内HI的分布。我们的数值模型包括一个宇宙学流体动力学模拟，该模拟使用GADGET-3追踪黑洞的自洽增长和热反馈，以及使用SPHRAY对非均匀电离辐射场进行的详细后处理射线追踪，该处理自然地考虑了光学厚系统的自屏蔽。我们表明，对自屏蔽的正确处理会在中性柱密度分布中引入一个平坦特征，其位置在对数NHI=20附近，并且中性分数最低的区域并非气体密度最高的区域。作为比较，我们求解了一个Riccati方程，该方程确定了在辐射场随1/r^2衰减且高于给定气体密度阈值的区域完全屏蔽电离辐射的情况下，平衡氢电离分数。我们证明这些半解析模型无法重现使用SPHRAY计算的HI场。最后，我们将这个单一近邻区的模型与Hennawi和Prochaska在其“类星体探测类星体”（QPQ）系列论文中对背景类星体吸收光谱的观测结果进行了比较。与QPQ样本相比，我们发现我们的类星体周围光学厚（对数NHI>17.2）系统的数量少了3倍，然而，我们模拟的类星体所在的暗物质晕质量为Mhalo=5.25e12 Msun，比典型的QPQ宿主晕质量小4倍。假设晕质量、重子过密度和吸收体数量之间存在线性标度关系，我们估计QPQ样本中典型的宿主晕质量为1.92e13 Msun。
引用
@article{arxiv.0910.5233,
title = {Hydrogen Self Shielding in a Quasar Proximity Zone},
author = {Gabriel Altay and Rupert A. C. Croft and Tiziana Di Matteo},
journal= {arXiv preprint arXiv:0910.5233},
year = {2013}
}
备注
Never submitted to a journal but planning updated version