静止紫外光谱性质到 z~5 的红移演化

我们对恒星形成星系静止紫外光谱的红移演化进行了至 z~5 的综合分析。我们将 z~5 处 HI Ly$\alpha$ 以及低电离与高电离星际金属吸收特征的新测量结果与 z~2-4 处的同类测量结果相结合。我们利用按 Ly$\alpha$ 等值宽度分箱的堆叠光谱来测量星际吸收特征的等值宽度，并基于星系际介质透射模型对 Ly$\alpha$ 强度进行修正。我们发现，在 z~2-5 的红移范围内，低电离吸收强度减弱与 Ly$\alpha$ 发射强度增强之间存在强相关，表明这两个量都与中性气体覆盖因子有根本联系。在最高 Ly$\alpha$ 等值宽度处，我们观测到 z$\sim$5 时在给定的低电离吸收强度下向更强 Ly$\alpha$ 发射强度的演化。若我们将 z~2-4 处 Ly$\alpha$ 发射强度与低电离线强度之间不演化的关系主要解释为反映 Ly$\alpha$ 光子的辐射转移，则 z~5 处的这一演化表明其本征 Ly$\alpha$ 光子产生率高于较低红移。我们关于星系际介质透射的结论得到 Ly$\alpha$ 发射强度、星际吸收强度和尘埃红化之间关系联合演化的支持。我们还在恒星质量、恒星形成率、UV 光度和年龄分箱下进行了额外分析，考察星系性质与 Ly$\alpha$ 发射之间的关系如何向更高红移演化。我们得出结论：z~5 处本征 Ly$\alpha$ 光子产生率的提高以及星云 CIV 发射（指示较低金属丰度）的强探测，表明电离光子产生效率（$\xi_{\rm ion}$）升高。