Keck+Magellan莱曼限吸收巡天II：金属丰度变化案例研究
宇宙学与河外天体物理
2014-11-20 v1
摘要
我们展示了PKS2000-330的Magellan/MIKE光谱中z=3.55处莱曼限系统（LLS）的吸收线分析。我们对莱曼限和完整HI莱曼系的分析约束了LLS的总HI柱密度（对于b_HI >= 20 km/s，N_HI = 10^[18.0 +/- 0.25] cm^{-2}），以及构成该吸收体的速度子系统的N_HI值。我们测量了与这些子系统相关的金属线跃迁的离子柱密度，并利用这些值约束气体的电离状态（>90%电离）和相对丰度。我们发现子系统的金属丰度存在一个数量级的弥散，这标志着首次对光学厚吸收体中金属丰度变化进行详细分析。结果表明，在高红移星系周围的气体中，金属并未充分混合。假设单相光电离模型，我们还推导出N_H加权的金属丰度<[Si/H]> = -1.66 +/- 0.25，这与高红移阻尼莱曼α系统（DLA）中中性星际介质的平均金属丰度相匹配。由于LLS的线密度比DLA高约10倍，我们提出前者在z~3处主导金属质量密度，并且这些金属存在于星系/IGM界面。对多相模型的考虑并未定性改变这些结论。最后，我们评论了LLS中异常大的O^0/Si^+比值，这表明电离辐射场由软紫外源（例如星暴星系）主导。还对z=3.19处的超LLS系统进行了额外的丰度分析。
引用
@article{arxiv.0912.0293,
title = {The Keck+Magellan Survey for Lyman Limit Absorption II: A Case Study on Metallicity Variations},
author = {Gabriel E. Prochter and J. Xavier Prochaska and John M. O'Meara and Scott Burles and Rebecca A. Bernstein},
journal= {arXiv preprint arXiv:0912.0293},
year = {2014}
}
备注
20 pages, 7 figures (most in color). Accepted to ApJ