红移<z>=2.4 处星系际介质和周际介质的柱密度分布与连续谱不透明度
宇宙学与河外天体物理
2015-06-15 v1
摘要
我们提出了在<z>=2.4 处星系际介质和周际介质 (IGM, CGM) 不透明度的新高精度测量结果。利用对 15 个超亮 QSO 的高分辨率、高信噪比光谱中完整的 Lyman alpha 和 Lyman beta 森林进行 Voigt 轮廓拟合，我们首次对 HI 柱密度在 14 < log(NHI) < 17.2 范围内的吸收体频率进行了统计上稳健的测量。我们还首次测量了高红移星系周围体积内（即 CGM，300 pkpc）HI 吸收体的频率分布，发现 CGM 中吸收体的发生率远高于 IGM。与 Rudie 等人 (2012) 一致，我们发现与 IGM 相比，CGM 中高 NHI 吸收体相对于低 NHI 吸收体的比例更高，导致 CGM 频率分布的幂律拟合更平缓。我们利用这些新测量值计算了 IGM 和 CGM 对氢电离光子的总不透明度，发现不透明度显著高于大多数先前的研究，尤其是来自 log(NHI) < 17.2 的吸收体。要重现我们数据中测得的不透明度以及 log(NHI) > 17.2 吸收体的发生率，需要对频率分布采用断点幂律参数化，断点位于 log(NHI) ~ 15 附近。我们计算了 z=2.4 处氢电离光子平均自由程 (mfp) 的新估计值，发现仅考虑 IGM 不透明度时 mfp = 147 +- 15 Mpc。如果改为考虑源自高红移恒星形成星系的光子，并计入星系自身周围 CGM 造成的局部额外不透明度，则平均自由程减小为 mfp = 121 +- 15 Mpc。这些 mfp 测量值小于近期的估计值，应为未来关于星系际紫外背景和 z~2-3 处电离源的研究提供参考。
引用
@article{arxiv.1304.6719,
title = {The Column Density Distribution and Continuum Opacity of the Intergalactic and Circumgalactic Medium at Redshift <z>=2.4},
author = {Gwen C. Rudie and Charles C. Steidel and Alice E. Shapley and Max Pettini},
journal= {arXiv preprint arXiv:1304.6719},
year = {2015}
}
备注
Accepted to ApJ