本文選題：萊曼阿爾法星系　切入點：綠豌豆星系　出處：《中國科學技術大學》2017年博士論文　論文類型：學位論文

【摘要】：氫Lyα發(fā)射線對搜尋高紅移星系與研究宇宙再電離非常重要。由于氫Lyα是共振散射線,為了使用Lyα來研究星系和再電離,我們需要理解Lyα光子經過共振散射并逃逸出星系的過程。Green Pea星系是近鄰宇宙中有極強[OⅢ]λ5007發(fā)射線的星爆星系。在本論文中,我們用Green Pea星系來研究了 Lyα逃逸的物理過程。另外,我們還發(fā)現(xiàn)了一個有極寬線翼的紅移5.7的Lyα發(fā)射線星系,并探索了用Lyα發(fā)射線輪廓的極寬紅翼來示蹤氣體外流。我們用哈勃望遠鏡對一些Green Pea星系進行了紫外光譜觀測,建立了一個有Lyα觀測的Green Pea統(tǒng)計樣本。該樣本的43個Green Pea星系中,約2/3有強Lyα發(fā)射線,這些有強Lyα發(fā)射線的Green Pea的Lyα等值寬度分布與高紅移Lyα發(fā)射線星系(LAE)的是一致的。這些Green Pea是近鄰宇宙中最好的高紅移LAE的類似星系。結合紫外光譜和SDSS光譜,我們測量了 Lyαα的逃逸比例,并研究了 Lyα逃逸與高分辨率的Lyα譜線輪廓的關系。Lyα逃逸比例反相關于幾個Lyαα譜線運動學特征-藍峰速度、紅峰速度、峰值速度差、Lyαα紅峰的半高全寬。這些Lyα運動學特征主要依賴于中性氫(HI)氣體的柱密度和運動學。因為HI氣體中更多的Lyα散射可以使Lyα速度偏移更大,并且使Lyαα輪廓更寬,這些相關性表明低NHI和更少的散射有助于Lyα光子逃逸。利用光學和紫外的圖像及光譜,我們測量了 GreenPea的星系特性,并探索了 Lyα逃逸如何依賴于星系的其它性質。我們發(fā)現(xiàn)Lyα逃逸比例隨著較低的塵埃消光、較低的金屬豐度、較低的恒星質量、更高的[OⅢ]/[OⅡ]線比、較弱的低電離吸收線等值寬度、和更強的氣體外流速度而增加。Lyα逃逸比例與Green Pea的紫外形態(tài)沒有明顯的關系。我們擬合了 Lyα逃逸比例、塵埃消光和Lyαα紅峰速度之間的經驗關系。這個關系可以用于預測LAE的Lyα逃逸比例,進而區(qū)分Lyα逃逸過程與星系際介質散射對Lyα線的影響。由于詹姆斯韋伯望遠鏡可以測量一些z7的LAEs的塵埃消光和Lyα紅峰速度,這個關系使得我們可以沿著每個LAE的視線方向測量星系際介質的中性氫柱密度,并探測再電離過程。我們研究了 Green Pea星系的Lyα和紫外連續(xù)譜輻射(UV)的空間分布,用二維光譜和一維空間分布輪廓來比較了 Lyα和UV的尺寸,發(fā)現(xiàn)大多數(shù)Green Pea都有比UV連續(xù)譜更延伸的Lyα輻射。該樣本中的大多數(shù)Green Pea的Lyα空間尺度是紫外連續(xù)譜的2至4倍,當Lyα經歷的散射較少時,Lyα的空間尺度傾向于更延展。我們還首次研究了 Lyα的藍峰和紅峰光子的空間分布,發(fā)現(xiàn)了藍峰和紅峰空間分布與Lyα譜線輪廓的聯(lián)系。
[Abstract]:Hydrogen Ly 偽 emission line is very important to search for Gao Hong's moving galaxies and study cosmic reionization. Since hydrogen Ly 偽 is resonance scattering line, in order to use Ly 偽 to study galaxies and reionization, We need to understand the process of Ly 偽 photons escaping from the galaxy by resonance scattering. Green Pea is a starburst galaxy with extremely strong emission lines [O 鈪 位 5007 in the neighboring universe. We used the Green Pea galaxy to study the physical process of Ly 偽 escape. In addition, we found a redshift 5.7 emission line galaxy with a very wide line wing. The extremely wide red wings of the Ly 偽 emission line are used to trace the gas outflow. We have used the Hubble Telescope to observe the ultraviolet spectra of some Green Pea galaxies. A Green Pea statistical sample with Ly 偽 observations has been established. Of the 43 Green Pea galaxies in this sample, about 2/3 have strong Ly 偽 emission lines. The Ly 偽 equivalent width distributions of these Green Pea with strong Ly 偽 emission lines are consistent with those of Gao Hong's Ly 偽 emission line galaxy (Ly 偽). These Green Pea are similar to those of the best Gao Hong shift LAE in the nearest neighbor universe. They combine UV and SDSS spectra. We have measured the escape ratio of Ly 偽 偽, and studied the relation between Ly 偽 escape and high resolution Ly 偽 line profile. The inverse phase of Ly 偽 escape ratio for several Ly 偽 偽 line kinematics characteristics-blue peak velocity, red peak velocity, These Ly 偽 kinematics characteristics mainly depend on the column density and kinematics of neutral HIH gas, because more Ly 偽 scattering in HI gas can make Ly 偽 velocity shift larger, and make Ly 偽 偽 profile wider. These correlations indicate that low NHI and less scattering contribute to the escape of Ly 偽 photons. Using optical and ultraviolet images and spectra, we have measured the galactic properties of GreenPea. We also explore how the escape of Ly 偽 depends on other properties of the galaxy. We find that the escape ratio of Ly 偽 increases with lower dust extinction, lower metal abundance, lower stellar mass, higher [O 鈪 / [O 鈪 line ratio. There is no obvious relationship between the equivalent width of weak low ionization absorption line and the increased escape ratio of. Ly 偽 and the UV morphology of Green Pea. We have fitted the escape ratio of Ly 偽. The empirical relationship between dust extinction and Ly 偽 偽 red peak velocity, which can be used to predict the Ly 偽 escape ratio of LAE. Furthermore, the Ly 偽 escape process and the effect of intergalactic media scattering on the Ly 偽 line are distinguished. Because the James Weber Telescope can measure the dust extinction and the Ly 偽 red peak velocity of some z7 LAEs, This relationship allows us to measure the density of neutral hydrogen columns in intergalactic media along the line of sight of each LAE and to detect the reionization process. We have studied the spatial distribution of Ly 偽 and UV CW radiation in the Green Pea galaxy. The dimensions of Ly 偽 and UV are compared by two-dimensional spectra and one-dimensional spatial profiles. It is found that most Green Pea have Ly 偽 radiation which is more extensive than UV continuous spectrum. The Ly 偽 spatial scale of most Green Pea in this sample is 2 to 4 times that of UV continuous spectrum. The spatial scale of Ly 偽 tends to be more extended when the scattering of Ly 偽 is less. We have also studied the spatial distribution of blue and red photons of Ly 偽 for the first time, and found the relationship between the spatial distribution of blue and red peaks and the profile of Ly 偽 spectral lines.
【學位授予單位】：中國科學技術大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：P152

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本文編號：1590899