SPICE 观测 Ly$\alpha$：探讨 $z>5$ 区间 Ly$\alpha$ 发射的解释

Ly$\alpha$ 发射是理解宇宙重化过程的关键。JWST 终于使我们能够测量进入重化时代的 Ly$\alpha$ 发射。然而，在 JWST 与地面设施之间测量 Ly$\alpha$ 等效宽度 (EW$_0$) 的结果存在差异。我们采用 SPICE，这是一套包含不同星际反馈模型的辐射-流体动力学仿真套件，调查辐射传输效应和观测系统误差对测得的 Ly$\alpha$ EW$_0$ 的影响。我们对 SPICE 星系进行 Ly$\alpha$ 和 UV 光子的辐射传输，以模拟地面孔径和 JWST-MSA 人造孔径的 slit 观测。Ly$\alpha$-UV 空间偏移独立于反馈模型，常见于超过 70% 的星系，median 值为约 0.07-0.11 arcsec，这些预测与观测到的空间偏移一致。Ly$\alpha$-UV 空间偏移是 JWST-MSA 观测中光度损失的主要原因，median 人造孔径损失约为 65%，约 30% 的情况损失超过 95%。即使没有此类空间偏移，广泛的发射也可导致 median 人造孔径损失为 40%，4% 的情况损失超过 95%。复杂的星系形貌或误置的 JWST-MSA 人造孔径可能导致 UV 连续光估计不足，导致 JWST 中 EW$_0$ 的估计值偏高，占 6-8% 的星系。我们将 SPICE 的预测与来自地面和 JWST 的 25 个 Ly$\alpha$ 发射星系进行比较。EW$_0^{\text{ JWST }}$ 和 EW$_0^{\text{ Ground }}$ 的结果呈现出与预测相符的散点，表明物理效应和系统误差都在发挥作用。