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利用 JEMS 与 MUSE 测算 z~6 处莱曼-alpha 发射体的电离光子产生效率

星系天体物理 2023-06-28 v2

摘要

我们研究了再电离纪元末期(z5.46.6z \sim 5.4 - 6.6)30 个莱曼-α\alpha 发射体的电离光子产生效率。这是推断宇宙电离光子预算的关键量。这些天体经筛选具备可靠光谱红移,其依据为在 MUSE 深场中探测到的莱曼-α\alpha 发射线轮廓。我们利用 JWST 河外中等带宽巡天(JEMS)的中带观测来寻找对应于红移后 \ha\ 发射线的流量超出。我们通过 \texttt{Prospector} 拟合完整 JEMS 测光及若干 HST 测光点来估计紫外(UV)光度。我们得到样本的中位 UV 连续谱斜率为 β=2.090.21+0.23\beta = -2.09^{+0.23}_{-0.21},表明其为年轻星族且几乎无尘埃消光。基于此,我们在无尘埃消光下推导 ξion,0\xi_{ion,0},得到中位值 logξion,0Hz erg1=25.440.15+0.21\frac{\xi_{ion,0}}{\text{Hz erg}^{-1}} = 25.44^{+0.21}_{-0.15}。若进行尘埃消光修正并假设 Calzetti 消光律,数值降低约 0.10.1 dex。我们的结果表明,再电离纪元的莱曼-α\alpha 发射体相较文献先前估计(尤其与非莱曼-α\alpha 发射体族群相比)具有增强的 ξion,0\xi_{ion,0}。本初步研究为早期宇宙电离光子产生表征提供了良好前景。未来将基于 JWST 高级深场河外巡天(JADES)提供的完整数据集开展更广泛研究,从而首次实现对驱动再电离的更广星系族群的约束。

关键词

引用

@article{arxiv.2303.07931,
  title  = {The ionising photon production efficiency at z~6 for Lyman-alpha emitters using JEMS and MUSE},
  author = {Charlotte Simmonds and Sandro Tacchella and Michael V. Maseda and Christina Williams and William M. Baker and Callum Witten and Benjamin D. Johnson and Brant Robertson and Aayush Saxena and Fengwu Sun and Joris Witstok and Rachana Bhatawdekar and Kristan Boyett and Andrew J. Bunker and Stephane Charlot and Emma Curtis-Lake and Eiichi Egami and Daniel J. Eisenstein and Zhiyuan Ji and Roberto Maiolino and Lester Sandles and Renske Smit and Hannah Übler and Chris Willott},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2303.07931},
  year   = {2023}
}

备注

11 pages, 6 figures in main paper (20 pages in total, 29 figures in appendix). Submitted to MNRAS. Replaced after first iteration of referee's comments