HST/ACS+WFC3 莱曼极限系统巡天 II：科学成果
摘要
我们展示了利用哈勃空间望远镜（Hubble Space Telescope）上先进巡天相机（Advanced Camera for Surveys）和宽视场相机 3（Wide Field Camera 3）的低色散光谱模式进行的莱曼极限吸收系统（LLS）巡天的首批科学成果。通过对 71 个类星体的分析，我们确定了在红移范围 1 < z < 2.6 内，LLS 的单位红移发生率 l(z) 和单位路径长度发生率 l(x)，并通过联合分析我们的样本与 Ribaudo 等人 (2011) 的样本，发现在 2.0 < z < 2.5 区间内 l(x) 的加权平均值为 0.29 +/- 0.05。通过叠加光谱分析，我们确定了在 z=2.4 处电离辐射平均自由程的中值（均值）为 lambda_mfp = 243(252) h^(-1) Mpc，均值的误差为 +/- 43 h^(-1) Mpc。我们还重新评估了 Prochaska 等人 (2009) 对 lambda_mfp 的估计，并对 lambda_mfp 随红移的演化施加了限制，包括对“突破”红移 z = 1.6 的估计。与更高红移的结果一致，我们发现电离光子吸收不透明度的很大一部分来自 N_HI <= 10^{17.5} cm^(-2) 的系统，总的莱曼不透明度值为 tau_lyman = 0.40 +/- 0.15。最后，我们确定至少需要一个 5 参数（4 个幂律）模型来描述 z ~ 2.4 处的柱密度分布函数 f(N_HI, X)，发现 f(N_HI, X) 在 z ~ 2.4 和 z ~ 3.7 之间的形状没有显著变化，并提供了我们对 f(N_HI, X) 的最佳拟合模型。
引用
@article{arxiv.1204.3093,
title = {The HST/ACS+WFC3 Survey for Lyman Limit Systems II: Science},
author = {John M. O'Meara and J. Xavier Prochaska and Gabor Worseck and Hsiao-Wen Chen and Piero Madau},
journal= {arXiv preprint arXiv:1204.3093},
year = {2015}
}
备注
36 pages, 20 figures, 10 tables, revision to match accepted ApJ version