Bubble mapping with the Square Kilometre Array – I. Detecting galaxies with Euclid, JWST, WFIRST, and ELT within ionized bubbles in the intergalactic medium at z > 6
Bubble mapping with the Square Kilometre Array – I. Detecting galaxies with Euclid, JWST, WFIRST, and ELT within ionized bubbles in the intergalactic medium at z > 6
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使用平方公里阵列绘制气泡图 â I 使用 Euclid、JWST、WFIRST 和 ELT 检测 z > 6 处星系际介质中电离气泡内的星系
DOI：
10.1093/mnras/staa098
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发表时间：
2020
影响因子：
4.8
通讯作者：
Zackrisson
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Zackrisson
平方公里阵列（SKA）预计将提供第一次对红移bbbb6中性星系间介质的层析成像观测，并在宇宙再电离的早期阶段精确定位单个电离气泡的位置。在恒星形成星系提供宇宙再电离所需的大部分电离光子的情况下，人们预计第一个电离气泡将集中在这类星系的密度过大的地方。在这里，我们模拟了孤立的星系群，电离气泡的性质，SKA-1应该能够分辨atz≈7-10，并利用各种即将到来的近红外望远镜探索这种结构内星系数量的前景。我们发现，对于SKA-1断层扫描范围内的气泡，气泡体积与从内部星系逃逸的电离光子数量密切相关。在星系主导的再电离情况下，即使在最小的可分辨气泡（atz≤10）中，星系也有望出现在jwstand ELT的光谱探测阈值之上。我们还讨论了在这些结构中使用核力望远镜、WFIRST、JWST或ELT进行纯光度测量来探测星系的前景。虽然光谱学在再电离结束时更可取，以提供气泡成员的可靠样本，但对于atz≈10的气泡，多波段成像可能是一个有竞争力的选择，因为在这些红移处预期的视线干扰物数量非常少。
The Square Kilometre Array (SKA) is expected to provide the first tomographic observations of the neutral intergalactic medium at redshiftsz> 6 and pinpoint the locations of individual ionized bubbles during early stages of cosmic reionization. In scenarios where star-forming galaxies provide most of the ionizing photons required for cosmic reionization, one expects the first ionized bubbles to be centred on overdensities of such galaxies. Here, we model the properties of galaxy populations within isolated, ionized bubbles that SKA-1 should be able to resolve atz≈ 7–10, and explore the prospects for galaxy counts within such structures with various upcoming near-infrared telescopes. We find that, for the bubbles that are within reach of SKA-1 tomography, the bubble volume is closely tied to the number of ionizing photons that have escaped from the galaxies within. In the case of galaxy-dominated reionization, galaxies are expected to turn up above the spectroscopic detection threshold ofJWSTand ELT in even the smallest resolvable bubbles atz≤ 10. The prospects of detecting galaxies within these structures in purely photometric surveys withEuclid, WFIRST, JWST, or ELT are also discussed. While spectroscopy is preferable towards the end of reionization to provide a robust sample of bubble members, multiband imaging may be a competitive option for bubbles atz≈ 10, due to the very small number of line-of-sight interlopers expected at these redshifts.
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发表时间：
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通讯作者：
S. Yatawatta
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K. Finlator;B. Oppenheimer;R. Dav'e
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A. K. Sarkar
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通讯作者：
Sadegh Khochfar