低密度HI星系际介质从z=3.6到0的演化：数据、透射通量与HI柱密度
宇宙学与河外天体物理
2020-12-23 v1
摘要
我们基于55条HST/COS FUV（z<0.5时Δ(z)=7.2）、5条HST/STIS+COS NUV（z~1时Δ(z)=1.3）以及24条VLT/UVES和Keck/HIRES（1.7<z<3.6时Δ(z)=11.6）AGN光谱，对0<z<3.6范围内低密度IGM中的HI透射通量（F）与HI柱密度（N(HI)）分布随红移z的演化给出了新的、一致的分析。我们执行了一致、统一的Voigt轮廓分析，以合并不同仪器获取的光谱，降低系统误差并去除金属线污染。我们在更坚实的定量基础上确认了先前已知的结论，特别是改进了z~1处的测量。在0<F<1范围内的两种通量统计量——平均HI通量与通量概率分布函数（PDF）——显示从z=3.6到z=1.5存在显著演化，此后演化放缓，在z<0.5时基本稳定。然而，视线方向存在巨大差异。对于log (N(HI)/1cm^-2)=[13.5, 16.0]处的HI柱密度分布函数（CDDF, f正比于N(HI)^(-beta)），beta随z减小而从z~3.4处的beta~1.60增大到z~0.1处的beta~1.82。较低红移处的CDDF形状可由较高z处CDDF的少量顺时针旋转及略大的CDDF归一化再现。每单位z的吸收线数目（dn/dz）显示出与通量统计量类似的在z~1.5处的演化转折。高N(HI)吸收体比较低N(HI)吸收体演化更快，其数目或截面随时间减少。单个dn/dz在给定z处呈现大散射。散射向低z增大，可能由低z处更强的成团性引起。
引用
@article{arxiv.2012.05861,
title = {The evolution of the low-density HI intergalactic medium from z=3.6 to 0: Data, transmitted flux and HI column density},
author = {Tae-Sun Kim and Bart P. Wakker and Fahad Nasir and Robert F. Carswell and Blair D. Savage and James S. Bolton and Andrew J. Fox and Matteo Viel and Martin G. Haehnelt and Jane C. Charlton and Ben E. Rosenwasser},
journal= {arXiv preprint arXiv:2012.05861},
year = {2020}
}
备注
24 pages, 17 figures, 8 tables, accepted for publication to MNRAS, 5 supplementary online-only tables