高红移恒星形成星系周围弥漫 Ly$\alpha$ 星云的多样性

我们报告了在 NOAO 深场宽视场巡天 Bo"otes 天区中，红移 $z\approx3.78$ 和 $2.66$ 处的恒星形成星系周围检测到弥漫 Ly$\alpha$ 发射，即 Ly$\alpha$ 晕 (LAHs)。我们的样本由总共约 1400 个星系组成，位于两个包含光谱确认的星系过密度区域的独立区域内。它们提供了独特的机会来研究 LAH 特征如何随宿主星系的大尺度环境和物理性质变化。我们堆叠了由这些性质定义的不同样本的 Ly$\alpha$ 图像，并通过将堆叠的 Ly$\alpha$ 径向轮廓分解为紧凑的类星系成分和延展的类晕成分，测量了它们的中值 LAH 大小。我们发现 LAHs 的指数标度长度取决于紫外连续谱和 Ly$\alpha$ 光度，但不依赖于 Ly$\alpha$ 等值宽度或星系过密度参数。以低紫外连续谱光度 Ly$\alpha$ 发射体 ($M_{\rm UV} \gtrsim -21$) 为主的完整样本，表现出 5-6 kpc 的 LAH 大小。然而，紫外或 Ly$\alpha$ 光度最高的星系拥有更延展的晕，其标度长度为 7-9 kpc。堆叠的 Ly$\alpha$ 径向轮廓的下降比最近的理论预测更陡峭，后者包含了落入气体的引力冷却和卫星星系中低水平恒星形成的贡献。另一方面，LAH 的延展范围与人们预期的光子在星系中产生然后在流出包层气体中发生共振散射的情况相符。LAH 大小随宿主星系性质的观测趋势表明，星系际介质的物理条件（覆盖因子、HI 柱密度和流出速度）随晕质量和/或恒星形成率而变化。