类星体晕中极端 Lyα λ1216 与 HeII λ1640 流量比的照相电离模型，及 PopIII 与 AGN 诊断
星系天体物理
2018-12-26 v1
摘要
我们探索在高红移、AGN 照相电离的延展星云中产生极高 Lyα/HeII 流量比，或增强每个入射电离光子的观测 Lyα 光子数的机制。利用照相电离模型，我们探究电离参数、气体金属丰度、电离谱、电子能量分布和云观测角度对 Lyα、HeII 及其他谱线相对流量，以及每个入射电离光子的观测 Lyα 光子数的影响。我们发现低电离参数、相对较软或经滤波的电离谱、低气体金属丰度、κ 分布电子能量，或 HI 对 Lyα 光子的反射，均可导致 Lyα 相对于其他谱线显著增强（>10%），log Lyα/HeII 可达 4.6。在低气体金属丰度、HI 反射或硬/滤波电离谱情形下，由于碰撞激发，每个入射电离光子的观测 Lyα 光子数本身显著高于标称 Case B 值 0.66，在我们的"极端情形"模型中可达 5.3。在低气体金属丰度（如 0.1 倍太阳丰度）下，Lyα 的产生主要通过碰撞激发而非复合。此外，我们发现若电离连续谱预先经过靠近 AGN 的光学薄气体屏过滤，Lyα 的碰撞激发会更为高效。我们还表明，Borisova 等人（2016）所研究的 z~3.5 类星体的 Lyα/HeII 比与中等至低金属丰度和/或低电离参数的气体之 AGN 照相电离一致，无需诸如强谱线转移效应等奇异电离/激发机制。我们还给出了区分 Pop III 恒星与 AGN 照相电离的紫外-光学诊断图。
引用
@article{arxiv.1810.04463,
title = {Photoionization models for extreme Ly$\alpha$ $\lambda$1216 and HeII $\lambda$1640 ratios in quasar halos, and PopIII vs AGN diagnostics},
author = {A. Humphrey and M. Villar-Martín and L. Binette and R. Raj},
journal= {arXiv preprint arXiv:1810.04463},
year = {2018}
}
备注
Accepted for publication in A&A. 14 pages, 9 figures. Abstract slightly shortened to meet arxiv character limit