CANDELS 中 z=7 处的尺寸 - 光度关系及其对再电离的启示
宇宙学与河外天体物理
2015-06-11 v2
摘要
探索星系尺寸与其他物理参数之间的关系为理解星系形成提供了重要线索。我们利用 GOODS-South、UDS 和 EGS 天区的 CANDELS Deep+Wide 巡天数据，并辅以 HUDF09 计划的数据，研究了 z~7 处的尺寸与光度关系。我们在六个具有不同深度和面积覆盖组合的天区中选择了 153 个 z 波段 dropout 星系，这种组合理想地适用于无偏采样观测到的尺寸 - 星等平面。详细的模拟使我们能够推导出作为尺寸和星等函数的完备性，并量化测量误差/偏差。我们发现，J<26.6 的 z~7 星系的半光半径分布函数峰值位于 <0.1 角秒 (或等效为 0.5 kpc 固有距离)，而在更亮星等下，高红移星系通常大于 ~0.15 角秒。我们还发现了一个定义明确的尺寸 - 光度关系：Rh~L^1/2。我们计算了 HUDF 和 P12HUDF 天区的光度函数，发现 faint 星系的数密度存在巨大的空间变化。采用在 z=7 处发现的 faint 星系的尺寸分布和尺寸 - 光度关系，我们推导出该红移处 LBGs 光度函数的平均斜率为 -1.7±0.1。利用此 LF，我们发现如果星际介质 (IGM) 是团块的 (C_HII>3) 且高红移 LBGs 的莱曼连续谱逃逸分数相对较低 (f_esc<0.3)，则电离光子的数量不足以维持宇宙的再电离状态。利用未来的 CANDELS 数据，我们可以对星系在宇宙再电离中的作用施加严格限制。
引用
@article{arxiv.1208.0506,
title = {The size-luminosity relation at z=7 in CANDELS and its implication on reionization},
author = {A. Grazian and M. Castellano and A. Fontana and L. Pentericci and J. S. Dunlop and R. J. McLure and A. M. Koekemoer and M. E. Dickinson and S. M. Faber and H. C. Ferguson and A. Galametz and M. Giavalisco and N. A. Grogin and N. P. Hathi and D. D. Kocevski and K. Lai and J. A. Newman and E. Vanzella},
journal= {arXiv preprint arXiv:1208.0506},
year = {2015}
}
备注
21 pages, 15 figures, accepted for publication in A&A