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红移5.8类星体邻近区内三个莱曼-alpha发射星系

星系天体物理 2020-06-17 v1

摘要

红移 z>5.5z>5.5 的类星体邻近区对应于过密且过电离的环境。因此,在邻近区内发现的星系可展现出在 IGM 吸收掩盖下原本不可见的特征。我们通过对类星体 J0836 在 z=5.802z=5.802 的邻近区内前三个“邻近莱曼-α\alpha 发射体”(LAEs)(\textit{Aerith A, B} 与 \textit{C})的发现,展示了这种类星体-星系协同作用的效用。\textit{Aerith A} 位于类星体后方,冲击参数 D=278D_\perp = 278 pkpc,提供了莱曼-α\alpha 横向邻近效应的首次探测。我们对其透射进行建模,表明其将 J0836 类星体相的起始限制为过去 0.2Myr<t<20Myr0.2 \text{Myr}<t<20\text{Myr}。第二个天体 \textit{Aerith B} 距类星体 D=750D=750 pkpc,显示出明亮、宽大的双峰 \lal 发射线。基于在 z3z\leq3 标定的关系,该峰分离意味着低电离 fesc1%f_{\text{esc}} \lesssim 1\%,这是对再电离时代星系此类限制的最直接约束。我们用外流壳层模型拟合 Ly-α\alpha 线,发现与 2<z<32<z<3 类似 LAE 相比完全典型的中心密度 log NHI/cm2=19.30.2+0.8\text{log N}_{\text{HI}}/\text{cm}^{-2} = 19.3_{-0.2}^{+0.8}、外流速度 v=1611+4v=16_{-11}^{+4} km s1^{-1} 和气体温度 logT/K=3.80.7+0.8\text{log} T/\text{K} = 3.8_{-0.7}^{+0.8}。最后,我们在天体 \textit{Aerith C} 中探测到 λ=8177\lambda=8177 \AA\ 处的发射线,若其为 z=5.726z=5.726 的 \lal,则将与类星体邻近区末端紧密对应(距边界 Δz<0.02\Delta z<0.02),并表明类星体对 IGM 的影响可达 85\sim85 cMpc 之外,使其成为最大的类星体邻近区。通过这些分析,我们说明了邻近 LAEs 如何为再电离时期类星体与星系的电离性质提供独特见解。

关键词

引用

@article{arxiv.1912.11486,
  title  = {Three Lyman-alpha emitting galaxies within a quasar proximity zone at z=5.8},
  author = {Sarah E. I. Bosman and Koki Kakiichi and Romain A. Meyer and Max Gronke and Nicolas Laporte and Richard S. Ellis},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1912.11486},
  year   = {2020}
}

备注

Submitted to ApJ. Comments welcome