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照亮不可见之物的挑战:利用贝叶斯建模与符号回归约束莱曼连续谱逃逸

星系天体物理 2026-03-10 v2

摘要

在再电离纪元,星系发出的莱曼连续谱辐射因受到星系际介质吸收而难以直接观测,因此需要间接方法来推断电离光子的逃逸分数(fescLyCf_{\rm esc}^{\rm LyC})。一种可行的方法是在直接探测到莱曼连续谱泄漏的高红移星系的本地类似体上开发和验证此类方法。在本研究中,我们利用基于Prospector构建的贝叶斯光谱能量分布拟合框架来约束fescLyCf_{\rm esc}^{\rm LyC},该框架包含非参数恒星形成历史、灵活的尘埃消光曲线、自洽的星云发射以及光纤孔径损失校正。我们的方法联合拟合了宽波段测光和发射线流量。我们将六个模型应用于低红移莱曼连续谱巡天——一个物理性质与再电离纪元星系相当的本地星系样本,并根据它们恢复观测流量的能力以及相对贝叶斯证据进行评估。通过参数恢复测试进一步评估了表现最佳的模型,结果表明fescLyCf_{\rm esc}^{\rm LyC}可以在不确定度范围内被恢复。基于这些结果,我们给出了LzLCS样本更新的fescLyCf_{\rm esc}^{\rm LyC}估计值,中位数为4%,最高可达51%,其中64个星系中有26个具有宇宙学相关的fescLyCf_{\rm esc}^{\rm LyC}(5%\gtrsim5\%)。此外,我们利用PySR对Prospector生成的合成数据集进行符号回归,推导出了修正的UV β\beta斜率与log10(fescLyC)\log_{10}(f_{\rm esc}^{\rm LyC})关系:log10(fescLyC)=(2.30±1.28)β(6.26±2.91)\log_{10}(f_{\rm esc}^{\rm LyC}) = (-2.30 \pm 1.28)\beta - (6.26 \pm 2.91),(σ=0.43\sigma = 0.43 dex)。该关系在1σ1\sigma内成功再现了LzLCS样本完整SED拟合得到的fescLyCf_{\rm esc}^{\rm LyC}

关键词

引用

@article{arxiv.2511.02908,
  title  = {The Challenge in Illuminating the Invisible: Constraining LyC Escape with Bayesian Modelling and Symbolic Regression},
  author = {Amanda Stoffers and Sandro Tacchella and Charlotte Simmonds and Benjamin D. Johnson and Roberto Maiolino},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2511.02908},
  year   = {2026}
}

备注

16 pages, 17 figures, 4 tables. Submitted to MNRAS. Comments are welcome