VANDELS巡天：在 $\mathbf{3\leq z \leq 5}$ 范围内 Ly$\alpha$ 等值宽度与恒星金属丰度的强相关性

我们展示了一项新研究的结果，该研究探讨了从 VANDELS 巡天抽取的 $768$ 个 $3 \leq z \leq 5$ 恒星形成星系样本中，观测到的 Ly$\alpha$ 等值宽度（$W_{\lambda}$(Ly$\alpha$)）与电离恒星星族金属丰度（$Z_{\star}$）之间的关系。将我们的样本按静止系 $W_{\lambda}$(Ly$\alpha$) 在 $-58 \unicode{xC5} \lesssim$ $W_{\lambda}$(Ly$\alpha$) $\lesssim 110 \unicode{xC5}$ 范围内分为四分位，我们通过复合远紫外（FUV）光谱的全谱拟合确定 $Z_{\star}$，并发现 $W_{\lambda}$(Ly$\alpha$) 与 $Z_{\star}$ 之间存在明显的反相关。我们的结果表明，从最低 $W_{\lambda}$(Ly$\alpha$) 四分位（$\langle$$W_{\lambda}$(Ly$\alpha$)$\rangle=-18\unicode{xC5}$）到最高 $W_{\lambda}$(Ly$\alpha$) 四分位（$\langle$$W_{\lambda}$(Ly$\alpha$)$\rangle=24\unicode{xC5}$），$Z_{\star}$ 下降了至少 $3$ 倍。类似地，通常被定义为莱曼阿尔法发射体（LAEs；$W_{\lambda}$(Ly$\alpha$) $>20\unicode{xC5}$）的星系，相对于非 LAE 星系族（$W_{\lambda}$(Ly$\alpha$) $\leq20\unicode{xC5}$）平均而言金属贫乏，且 $Z_{\star}$$_{\rm{non-LAE}}\gtrsim 2 \times$ $Z_{\star}$$_{\rm{LAE}}$。最后，基于最佳拟合恒星模型，我们估计朝向较低 $Z_{\star}$ 的恒星电离光谱强度增加导致了我们样本中观测到的 $W_{\lambda}$(Ly$\alpha$) 变化的约 $15-25\%$，其余贡献（约 $75-85\%$）源于低 $Z_{\star}$ 星系中 HI/尘埃覆盖分数的降低。