z ~ 7.0 处的莱曼阿尔法光度函数与宇宙再电离：两个 LAGER 天区的故事
星系天体物理
2019-12-03 v3
摘要
我们展示了在 LAGER 项目（再电离时期的莱曼阿尔法星系）的 COSMOS 和 CDFS 天区中挑选出的有史以来最大的 79 个 z~7.0 莱曼阿尔法发射体（LAEs）样本。我们新积累的超深窄带曝光以及更深更广的宽带图像使 COSMOS 中的 LAEs 数量增加了一倍以上，并且我们在第二个天区 CDFS 中挑选出了 30 个 LAEs。我们在 COSMOS 中探测到两个大尺度 LAE 过密区域，它们可能是迄今最高红移的原星系团。我们进行了注入与恢复模拟以推导样本的不完备性。我们表明显著的不完备性来自与前景源的混合，然而文献中的 LAE 光度函数并未对此进行修正。COSMOS 中莱曼阿尔法光度函数的亮端隆起由 6 个（2 个为新挑选）明亮 LAEs（L_{Lyα} > 10^{43.3} erg s^{-1}）证实。有趣的是，CDFS 中不存在该隆起，其中仅探测到一个明亮 LAE。同时，两个天区的暗端光度函数彼此吻合良好。COSMOS 中的 6 个明亮 LAEs 与 2 个 LAE 过密区域重合，而 CDFS 中未见到此类区域。亮端光度函数隆起可归因于斑块状再电离中的电离泡。它似乎与宇宙过密度相关，从而支持 z ~ 7.0 处由内而外的再电离拓扑结构，即高密度峰比空洞更早被电离。基于莱曼阿尔法光度函数的宇宙演化，我们推导出 z~7.0 处平均中性氢分数为 x_{HI} ~ 0.2 – 0.4。
引用
@article{arxiv.1903.09046,
title = {The Ly$\alpha$ Luminosity Function and Cosmic Reionization at $z \sim$ 7.0: a Tale of Two LAGER Fields},
author = {Weida Hu and Junxian Wang and Zhen-Ya Zheng and Sangeeta Malhotra and James E. Rhoads and Leopoldo Infante and L. Felipe Barrientos and Huan Yang and Chunyan Jiang and Wenyong Kang and Lucia A. Perez and Isak Wold and Pascale Hibon and Linhua Jiang and Ali Ahmad Khostovan and Francisco Valdes and Alistair R. Walker and Gaspar Galaz and Alicia Coughlin and Santosh Harish and Xu Kong and John Pharo and XianZhong Zheng},
journal= {arXiv preprint arXiv:1903.09046},
year = {2019}
}
备注
23 pages, 11 figures, 2 tables, accepted for publication in ApJ