作为高红移莱曼连续谱逃逸估计量的远紫外连续谱斜率
星系天体物理
2022-10-26 v2
摘要
高红移时，星系际介质（IGM）中的大部分氢被迅速电离。虽然观测已确认再电离发生，但高红移电离光子发射率的观测限制仍难以捉摸。本文给出对低红移莱曼连续谱巡天（LzLCS）及档案观测的新分析，合并样本包含89个z~0.3的恒星形成星系，并拥有哈勃空间望远镜对其电离连续谱（即莱曼连续谱，LyC）的观测。我们发现1550Å处的连续谱斜率（定义为F_λ∝λ^β）与LyC逃逸分数（f_esc）以及f_esc乘以电离光子产生效率（ξ_ion）之间存在强（6σ显著）反相关。平均而言，由于更高的尘埃衰减，连续谱斜率较红的星系比斜率较蓝的星系具有更小的f_esc。超过5%（20%）的LyC辐射从β<-2.1（-2.6）的星系中逃逸。我们发现β与气相电离（[OIII]/[OII]流量比；7.5σ显著）、星系恒星质量（5.9σ）、气相金属丰度（4.6σ）和观测到的FUV绝对星等（M_UV，3.4σ）之间存在强相关。利用先前高红移β的观测，我们估计了f_esc随z和M_UV的演化。LzLCS表明，更暗和更低质量的星系在更高红移处主导电离光子预算，可能由于其金属和尘埃含量的快速演化。最后，我们利用β与f_esc×ξ_ion的相关来预测再电离时期星系的电离发射率。我们估计的发射率与IGM观测吻合，并表明恒星形成星系向IGM发射了足够的LyC光子，在红移7–8附近超过复合率。
引用
@article{arxiv.2207.05771,
title = {The Far-Ultraviolet Continuum Slope as a Lyman Continuum Escape Estimator at High-redshift},
author = {J. Chisholm and A. Saldana-Lopez and S. Flury and D. Schaerer and A. Jaskot and R. Amorin and H. Atek and S. Finkelstein and B. Fleming and H. Ferguson and V. Fernandez and M. Giavalisco and M. Hayes and T. Heckman and A. Henry and Z. Ji and R. Marques-Chaves and V. Mauerhofer and S. McCandliss and M. S. Oey and G. Ostlin and M. Rutkowski and C. Scarlata and T. Thuan and M. Trebitsch and B. Wang and G. Worseck and X. Xu},
journal= {arXiv preprint arXiv:2207.05771},
year = {2022}
}
备注
14 pages plus appendix. Submitted to MNRAS. Comments encouraged