通过分辨的 Lyα 与 LyC 辐射见证极端高效星系形成模式

J1316+2614 位于z=3.613，是已知最紫外亮（M_UV = -24.7）且Lyman continuum (LyC, f_esc^LyC ≈ 90%) 辐射最强的星形成星系，同时显示出来自其蓝色占主导的Lyα轮廓的气体流入迹象。本文采用HST和VLT对J1316+2614的LyC、Lyα、rest-UV和光学辐射进行高分辨成像。对LyC和UV光分布的详细分析揭示，其光度分布呈紧凑且分辨的特征，LyC和UV形貌显示相同的半亮半径为≈220 pc。剥离continuum后的Lyα辐射显示出≈6.0 kpc、指向南北方向的延伸纤状结构，仅在星体核心内保留弱/残余光度，表明存在Lyα“空洞”。J1316+2614呈现出极高的SFR和质量面密度，log(Σ_SFR [M_⊙/yr/kpc^2]) = 3.47±0.11和log(Σ_M [M_⊙/pc^2]) = 4.20±0.06，分别位于已观测到的星形成星系中最高值之一。我们的发现表明，J1316+2614是一种强大的、年轻且紧凑的starburst，因缺乏气体和灰尘而大量泄漏LyC光子。我们探讨了气体驱逐的条件，采用简单能量平衡模型，发现鉴于J1316+2614的强大束缚力，需实现高星形成效率（ε_SF ≥ 0.7）才能驱除气体并解释其暴露本质。我们的结果表明，ε_SF与f_esc^LyC之间存在密切关联。这种高效率自然也解释了J1316+2614异常高的SFR、紫外亮度和高效质量增长，其中至少62%的质量在最近6 Myr内形成。J1316+2614可能是一种强烈的、无反馈的starburst，其ε_SF较高，类似于高红移处UV亮星系中所提出的那些模型。