z ~ 2-4处Lyman Break Galaxy静止紫外光谱性质的红移演化

我们首次对z ~ 2-4处恒星形成星系的静止紫外光谱性质进行了全面的演化分析。我们在紫外光度和恒星质量上匹配了不同红移处的样本，并对光谱特征和恒星族建模进行了系统测量。通过创建按Ly$\alpha$等宽(EW)及各种星系性质分组的复合光谱，我们研究了Ly$\alpha$、低电离和高电离星际(LIS和HIS)吸收特征以及积分星系性质之间的演化趋势。我们还检验了Ly$\alpha$和LIS吸收动力学以及精细结构发射EW的红移演化。Ly$\alpha$、LIS线强度与尘埃消光之间的关联与红移无关，Ly$\alpha$与HIS线强度的解耦以及由LIS线示踪的整体外流动力学也是如此。在固定的紫外光度、恒星质量、SFR和年龄下，在更高红移处观测到了更强的Ly$\alpha$发射。平均Ly$\alpha$强度随红移的这种变化，以及固定红移下Ly$\alpha$强度的变化，大部分可以用ISM和CGM中中性气体覆盖分数和/或尘埃含量的变化来解释。然而，基于Ly$\alpha$与CIII]发射强度之间的联系，我们额外发现了在最高Ly$\alpha$ EW处Ly$\alpha$光子内禀产生率变化的证据。目前的挑战在于，在星系形成的连贯模型内理解中性气体覆盖分数和尘埃消光的观测演化，并对z > 6处电离辐射的逃逸做出可靠预测。