CGM-GRB 研究：I. 揭示红移 2-6 处 GRB 宿主星系周围的星系周介质

近期的研究揭示了星系生态系统与星系周介质（CGM）之间的动态相互作用。我们利用伽马射线暴（GRB）的明亮余辉作为背景源，研究高红移（z $\gtrsim$ 2）处的 CGM。我们汇编了来自 27 个 GRB 余辉的中等分辨率（$\delta$v $<$ 50 km/s）和高信噪比（典型 SNR $\sim$ 10）光谱样本，覆盖 z $\sim$ 2 - 6，其中六个位于 z $\gtrsim$ 4。我们分析了 $\pm$400 km/s 范围内的高电离和低电离吸收特征，以提取 CGM 和 ISM 的运动学信息。在叠加光谱中，高电离吸收轮廓（例如 C IV, Si IV）的蓝翼（v $<$ -100 km/s）相对于红翼（v $>$ 100 km/s）呈现出显著的吸收过剩。高电离物种中较强的蓝翼表明，在高红移的 GRB 宿主星系中存在普遍的温暖外流。我们使用简单的玩具模型在运动学上区分 CGM 和 ISM 吸收，并估算了 CGM 质量和外流速度。我们发现了 CGM 金属质量在两个各跨越 1 Gyr 的红移区间（z1: 2-2.7 和 z2: 2.7-5）之间演化约 0.5 dex 的初步证据。通过与以往研究比较，我们发现对于 $M_{*} > 10^{10}M_{\odot}$ 的现今星系，在其演化过程中，CGM 中 C IV 质量与恒星质量的比值保持相当均匀，从 z $\sim$ 4 到 z $\sim$ 0 期间 $log(M_{CIV}/M_{*}) \sim -4.5$，误差在 $\pm$0.5 dex 以内，这表明 CGM 与星系协同演化。