Lyα发射在z=7-13: 清晰的Lyα等值宽度演化指示晚期宇宙再电离历史
星系天体物理
2024-04-01 v3
摘要
我们展示了来自53个z=6.6-13.2星系的Lyα发射演化，这些星系由多个JWST/NIRSpec光谱项目（ERS, GO, DDT, GTO）识别。这些星系位于恒星形成主序上，是具有UV星等-22.5≤M_UV≤-17.0的典型恒星形成星系。我们发现53个星系中有15个显示出>3σ水平的Lyα发射，并分别获得了15个和38个星系的Lyα等值宽度（EW）测量和严格的3σ上限。确认我们星系的Lyα速度偏移和线宽与低红移Lyα发射体相当，我们研究了Lyα EW的红移演化。我们发现，在Lyα EW vs. M_UV平面上，对于各种不确定性概率分布，Lyα EW统计上向高红移减小。然后，我们基于贝叶斯推断框架，利用Lyα EW红移演化和宇宙再电离模拟结果评估中性氢分数x_HI，得到在z~7、8和9-13处分别为x_HI<0.79、=0.62^{+0.15}_{-0.36}和0.93^{+0.04}_{-0.07}。这些中等大的x_HI值与Planck CMB光学深度测量以及先前来自星系和QSO Lyα阻尼翼吸收的x_HI约束一致，并强烈指示晚期再电离历史。这样的晚期再电离历史表明，再电离的主要来源可能出现较晚，并由中等质量晕承载，这与广泛接受的丰富低质量天体作为再电离源的图像形成对比。
引用
@article{arxiv.2312.06804,
title = {Ly$\alpha$ Emission at $z=7-13$: Clear Ly$\alpha$ Equivalent Width Evolution Indicating the Late Cosmic Reionization History},
author = {Minami Nakane and Masami Ouchi and Kimihiko Nakajima and Yuichi Harikane and Yoshiaki Ono and Hiroya Umeda and Yuki Isobe and Yechi Zhang and Yi Xu},
journal= {arXiv preprint arXiv:2312.06804},
year = {2024}
}
备注
Accepted for publication in ApJ