利用星系物理与 Ly$\alpha$ 发射性质预测其 LyC 发射

理解宇宙再电离的源与过程的主要困难在于，无法直接探测该时期的电离莱曼连续谱（LyC）辐射，因为这些光子在到达我们的途中已被星系际介质（IGM）中的中介中性氢吸收。因此，建立一种利用再电离时期星系的其他性质准确预测 LyC 发射的模型势在必行。近年来，研究表明星系的 LyC 发射可能与其 Lya 发射相关。在此，我们通过分析 SPHINX 宇宙学模拟中数千个高红移星系来研究这一相关性。我们用 Lya 辐射转移代码 RASCAS 对这些星系进行后处理，并分析 Lya–LyC 联系。我们发现 Lya 与 LyC 光度彼此强相关，尽管存在弥散。在最亮的 Lya 发射体（>$10^{41}$ erg/s）中，Lya 与 LyC 逃逸分数呈正相关，这与最近的观测研究类似。然而，当我们也纳入较暗的 Lya 发射体（LAE）时，相关性消失，这表明所观测到的关系可能由选择效应驱动。我们还发现明亮 LAE 是再电离的主要贡献者（> $10^{40}$ erg/s 的星系贡献了 > 90% 的 LyC 发射）。最后，我们利用多元线性回归建立预测模型，使用模拟星系的物理和 Lya 性质以较高精度预测其本征与逃逸 LyC 光度。我们发现预测星系逃逸 LyC 光度最重要的星系性质是其逃逸 Lya 光度、气体质量、气体金属丰度和恒星形成率（SFR）。这些模型可非常有助于预测星系的 LyC 发射，并帮助我们确认再电离的源。