通过数值模型探究最高红移 H$_2$-DLAs 的物理环境

Aashiya Anitha Shaji; Katherine Rawlins; Pranshu Kurel

doi:10.1093/mnras/staf437

通过数值模型探究最高红移 H$_2$-DLAs 的物理环境

星系天体物理 2025-03-20 v1

作者: Aashiya Anitha Shaji , Katherine Rawlins , Pranshu Kurel

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摘要

分子氢 (H $_2$ ) 阻挡Lyman-α 吸收体 (DLAs) 已通过光谱观测和数值建模得到详细探索。然而，此类 H $_2$ 吸收体在非常高红移处相当稀少。我们识别出六个已知最高红移的 H $_2$ -DLAs（红移范围在 3 到 4.5 之间），并报告了中/高分辨率光谱观测，随后进行详细的数值建模并进行贝叶斯分析，以约束其主要物理属性，主要依据是 H $_2$ 旋转能级分布和 CI 细结构能级。我们的建模方法涉及设置一个恒定压力的多相云，双侧照射，与大多数模型使用恒定密度不同。这使我们能够将所有观察到的原子和分子物种作为约束条件，用于构建更真实的DLA模型。我们的结果表明，某些视线的星际辐射场强度约为 $10^2$ 到 $10^3$ G $_0$ ，这暗示了原位星形成。所有 DLAs 的宇宙射线电离率受限于 $10^{-17}$ 到 $10^{-14}$ s $^{-1}$ ，与最近对高红移视线的估计相符。总氢密度和温度分别位于 $50$ 到 $4 \times 10^4$ cm $^{-3}$ 和 $35$ 至 $200$ K 的范围内，位于吸收体最内侧部分。相应的气体压力在我们的 DL 模型中位于 $10^{3.5}$ 到 $10^{6.4}$ cm $^{-3}$ K 范围内，其中三个视线的压力高于高红移 H $_2$ -DLAs 的典型范围。

关键词

阻挡Lyman-α 吸收体分子氢高红移数值建模贝叶斯分析星际辐射场

引用

@article{arxiv.2503.15085,
  title  = {Probing the physical environment of the most high-redshift H$_2$-DLAs through numerical models},
  author = {Aashiya Anitha Shaji and Katherine Rawlins and Pranshu Kurel},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2503.15085},
  year   = {2025}
}

备注

Accepted to MNRAS

通过数值模型探究最高红移 H$_2$-DLAs 的物理环境

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关键词

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