具有 Ly$\alpha$可见度深度约束的$z\sim$6.8 源的光学谱线发射

我们分析了一组位于 CANDELS GOODS South 和 UDS 天区的$z$-dropout 星系，这些星系是专门针对探测其 Ly$\alpha$谱线的光谱运动的目标。利用 3.6 和 4.5 $\mu$m 波段的深度 IRAC 观测数据，确定在$z\sim$6.5-6.9 处影响这些波段的光学发射线强度，以便：i) 研究 Ly$\alpha$发射源与非发射源之间可能的物理差异；ii) 约束电离光子的逃逸分数；iii) 提供高红移处特定恒星形成率的估计。我们在有和没有 Ly$\alpha$发射的星系的平均（叠加）SED 中发现了强烈的 [OIII]+H$\beta$发射证据。假设平坦的内禀恒星连续谱，检测到 Ly$\alpha$谱线的叠加组的蓝色 IRAC [3.6]-[4.5] 颜色可转换为静止帧等效宽度 EW([OIII]+H$\beta$)=1500$^{+530}_{-440}\AA$。这种强烈的光学谱线发射使得能够对 Ly$\alpha$检测对象的电离光子逃逸分数进行首次估计，即 f$_{esc}\lesssim$20%。没有 Ly$\alpha$谱线的对象显示出较不极端的 EW([OIII]+H$\beta$)=520$^{+170}_{-150}\AA$，这表明相对于 Ly$\alpha$发射源，其 HII 区域具有不同的物理条件，或者具有更大的 f$_{esc}$。后一种情况与 f$_{esc}$和中性氢分数的联合演化一致，可作为$z>$6 时缺乏明亮 Ly$\alpha$发射的解释。从光谱确认的样本中可以推导出这些红移处$M_{star}=2 \times 10^9 M_{\odot}$星系的特定恒星形成率下限，SSFR$>$9.1$Gyr^{-1}$。