莱曼阿尔法发射星系作为再电离时期的探针
宇宙学与河外天体物理
2015-06-22 v2 星系天体物理
摘要
再电离时期（EoR）代表了宇宙演化中的一个里程碑。存在于 EoR 期间的恒星形成星系可能将其热光度中相当大的一部分（约 5-40%）以莱曼阿尔法（Lya）线发射的形式辐射出去。然而，EoR 期间存在的中性星际气体对从该时期星系逃逸的 Lya 发射是不透明的，这使得观测变得困难。因此，中性星际介质（IGM）可能通过抑制背景星系的 Lya 通量而显现自身。有趣的是，现已观测到 z > 6 的星系中观测到的 Lya 通量出现“突然”下降。本综述详细总结了 Lya 辐射过程：我描述了 (i) 主要的 Lya 发射过程，包括碰撞激发与复合（并推导了著名的因子'0.68'），以及 (ii) 基本的辐射转移概念，包括部分相干散射、频率扩散、共振散射与翼散射、光学厚与“极”光学厚（静态/外流/坍缩）介质以及多相介质。在此综述之后，我推导了（非均匀）再电离及再电离后时期 IGM 的 Gunn-Peterson 光深表达式。随后，我描述了为何在现实的非均匀再电离模型背景下，当前观测似乎要求氢的体积平均中性分数发生非常快速的演化，并讨论了此解释中的不确定性。最后，我描述了现有及未来的巡天和仪器如何帮助减少这些不确定性，并使我们能够充分利用 Lya 发射星系作为 EoR 的探针。
引用
@article{arxiv.1406.7292,
title = {Lyman Alpha Emitting Galaxies as a Probe of Reionization},
author = {Mark Dijkstra},
journal= {arXiv preprint arXiv:1406.7292},
year = {2015}
}
备注
27 pages, 19 figures. Invited review submitted to PASA following revision based on referee report. Added some references, fixed Fig~4