亮星系在 z∼2-5 处的电离光子产生效率

我们利用 VANDELS 巡天中 1174 个红移确证在 z=2-5 的星系，研究其电离光子产生效率 ($\xi_{ion}^*$)，以确定电离辐射与亮而大质量源物理性质之间的关系。我们使用 BEAGLE 代码进行光谱-测光拟合，约束 $\xi_{ion}^*$ 与星系物理参数。该分析利用了 VANDELS 场中的多波段测光，以及由深度 VIMOS 光谱测得的 UV 静止系发射线 (CIII]$\lambda 1909$、HeII$\lambda 1640$、OIII]$\lambda 1666$)。我们发现 $\xi_{ion}^*$ 在探测的红移范围内无明显演化。电离效率在较暗的 $M_{UV}$ 和较蓝的 UV 斜率处略有增加，但当将分析限制于 log(M$_{star}$/M$_\odot$)$>$9.5 的完整子样本时，这些趋势不太明显。我们发现 $\xi_{ion}^*$ 随 EW(Ly$\alpha$) 增大而显著增大，在 EW$>$50\AA 时平均 log($\xi_{ion}^*$/Hz erg$^{-1}$)$>$25，且高 EW CIII]$\lambda 1909$ 和 OIII]$\lambda 1666$ 发射体具有更高的电离效率。最显著的相关性出现在恒星质量、比恒星形成率 (sSFR) 和 SFR 面密度 ($\Sigma_{SFR}$) 方面。$\xi_{ion}^*$ 与 sSFR 的关系显示从 log(sSFR)$\sim$-9.5$yr^{-1}$ 时的 log($\xi_{ion}^*$/Hz erg$^{-1}$) $\sim$24.5 单调增加到 log(sSFR)$\sim$-7.5$yr^{-1}$ 时的 $\sim$25.5，散射小且对质量依赖弱。位于恒星形成主序之上的天体一致具有高于平均的 $\xi_{ion}^*$。我们还发现 $\xi_{ion}^*$ 随 $\Sigma_{SFR}$ 明显增大，在 $\Sigma_{SFR}>$10 M$_\odot$/yr/kpc$^2$ 的天体中 log($\xi_{ion}^*$/Hz erg$^{-1}$)$>$25。(节略)