Ly$\alpha$ 星云内的空间分辨气体运动学：大尺度旋转的证据

我们利用对 $z\approx1.67$ 处一个约 80 kpc 的 Ly$\alpha$ 星云的 Ly$\alpha$ 空间延展测量以及光学厚度较小的发射线，来评估共振散射的作用，并将运动学特征与 Ly$\alpha$ 辐射转移效应区分开来。我们发现，在该系统中，Ly$\alpha$、CIV、HeII 和 CIII] 发射线都揭示了相似的故事，且其运动学与大尺度旋转 broadly 一致。首先，观测到的所有四条线的表面亮度轮廓在延展范围上相似，这强烈支持 Ly$\alpha$ 光子是原位产生而非从中心源共振散射而来的图像。其次，我们观察到 Ly$\alpha$ 与光学厚度较小的 HeII 线之间的运动学偏移较低（$\sim$100-200 km s$^{-1}$），为进一步论证 Ly$\alpha$ 和其他发射线均产生于空间延展气体中提供了支持。最后，该系统的全速度场在所有发射线中显示出相干的速度剪切：在星云中心约 50 kpc 范围内约为 500 km s$^{-1}$。运动学轮廓 broadly 与一个至少部分抗坍缩的气体盘中的大尺度旋转一致。这些观测表明，该 Ly$\alpha$ 星云代表正在吸积的物质，由一个偏移的、隐藏的 AGN 或分布式的恒星形成所照亮，并且正在一个团块状且湍流的气体盘中旋转。该系统的推断质量为 M(<R=20 kpc)$\sim3\times10^{11}$ $M_{\odot}$，可能代表一个大质量银河系星系或星系群的早期形成阶段。