红移 z = 4.5 处的 Lyman alpha 光度函数

我们呈现了一个在 Extended Chandra Deep Field South (ECDFS) 中 z ~ 4.5 处经光谱证认的 Lyman alpha 发射星系 (LAEs) 样本，并将其与来自 Large Area Lyman Alpha (LALA) 巡天的 z ~ 4.5 LAEs 样本结合，以构建统一的 Lya 光度函数 (LF)。我们在 ECDFS 中对 64 个候选 LAEs 进行了光谱观测，确认了 46 个天体为 z~4.5 LAEs。我们在单个 LAE 光谱中未检测到来自 C iv 1549\AA\ 或 He ii 1640\AA\ 发射的显著通量，即使使用叠加光谱也是如此。利用 He ii 与 Lya 的叠加线比率，将第三族恒星形成率 (SFR) 限制为总 SFR 的 <0.3%，以及观测 SFR 的 <1.25%（均在 2-$\sigma$ 水平）。只有一个 LAE 在 X 射线和射电波段均被探测到，而其余天体即使在叠加后仍未被探测到。我们在 ECDFS 中两个最深窄带滤光片下的 Lya LF 在 >2$\sigma$ 显著性水平上存在差异，且乘积 $L^*\Phi^*$ 相差 >3 倍。类似的 LF 差异曾被用来推断 z>6 处星系际介质中性气体分数的演化，但鉴于这两个样本来自相邻的视线体积，此处的差异可能归因于宇宙方差。将我们的新 LAE 样本与先前 z = 4.5 处 LALA 窄带巡天的样本结合，我们获得了迄今测量得最好的 Lya LF 之一，其中 L* = 42.83 $\pm$ 0.06 且 $\Phi^*$ = -3.48 $\pm$ 0.09。我们将新的 LF 与文献中的其他 LF 进行比较，以研究 0 < z < 7 期间 Lya 光度密度的演化。我们发现了 $L^* \Phi^*$ 乘积演化的初步证据，该乘积大致追踪宇宙 SFR 密度，但由于在某些情况下场间与巡天间的变化与可能的演化一样大，因此在解释这一趋势时需谨慎。