Probing IGM accretion on to faint Lyα emitters at z ∼ 2.8
Probing IGM accretion on to faint Lyα emitters at z ∼ 2.8
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探测 z ≤ 2.8 处微弱 Lyα 发射体上的 IGM 吸积
DOI：
10.1093/mnras/stz861
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发表时间：
2019
影响因子：
4.8
通讯作者：
Stark, Antony A
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Zahedy, Fakhri S;Rauch, Michael;Chen, Hsiao-Wen;Carswell, Robert F;Stalder, Brian;Stark, Antony A
观察从星系间介质（IGM）到星系atz ~ 3的吸积特征，需要探测嵌入在低密度（）、金属含量低的气体（Z ~ 10−2.5Z⊙）的丝状基质中的微弱（L≪L*）星系。我们研究了三个Lyα发射体（LAEs）的气体环境，atz= 2.7−2.8，发现它们沿着长缝光谱的狭缝以超过250 kpc的背景QSO投影排列。在深连续光谱图像中缺乏对LAEs的检测，并且推断的Lyα光度很低，这表明LAEs本质上是微弱的、低质量的星系（,）。QSO的梯级光谱显示，在距离LAEs±200 km s−1范围内，Lyα有很强的吸收。我们的吸收线分析得出$\rm{H\，{\小I}}$列密度在log $N\ mathm {(\rm{H\，{\小I}})}/\mbox{$的范围内。如果气体是光学薄的，则$\rm{C\，{\小IV}}$和$\rm{Si\，{\小IV}}$的相关吸收将气体的金属丰度限制在~ 0.01太阳，如果气体是光学厚的，则可能低至~ 0.001太阳，假设光电离平衡。虽然推断出的金属丰度至少比这些LAEs星际介质（ISM）中预期的金属丰度低10倍，但它们与观测到的同一时期IGM中的化学富集水平一致。总金属丰度和运动学参数表明，这些微弱的星系无法影响其周围气体的性质。LAEs的空间排列，以及运动静止和LAEs与吸收气体在速度空间中的对应关系表明，这些观测探测到一种可能的丝状结构。结合其中一个物体的蓝色主导Lyα发射谱线轮廓，证据表明吸收气体是IGM中低金属丰度气体吸积流的一部分。
Observing the signature of accretion from the intergalactic medium (IGM) on to galaxies atz∼ 3 requires the detection of faint (L≪L*) galaxies embedded in a filamentary matrix of low-density (), metal-poor gas (Z∼ 10−2.5Z⊙) coherent over hundreds of kpc. We study the gaseous environment of three Lyα emitters (LAEs) atz= 2.7 − 2.8, found to be aligned in projection with a background QSO over ∼250 kpc along the slit of a long-slit spectrum. The lack of detection of the LAEs in deep continuum images and the low inferred Lyα luminosities show the LAEs to be intrinsically faint, low-mass galaxies (,). An echelle spectrum of the QSO reveals strong Lyα absorption within ±200 km s−1from the LAEs. Our absorption line analysis leads to $\rm{H\,{\small I}}$ column densities in the range of log $N\mathrm{(\rm{H\,{\small I}})}/\mbox{$. Associated absorption from ionic metal species $\rm{C\,{\small IV}}$ and $\rm{Si\,{\small IV}}$ constrains the gas metallicities to ∼0.01 solar if the gas is optically thin, and possibly as low as ∼0.001 solar if the gas is optically thick, assuming photoionization equilibrium. While the inferred metallicities are at least a factor of 10 lower than expected metallicities in the interstellar medium (ISM) of these LAEs, they are consistent with the observed chemical enrichment level in the IGM at the same epoch. Total metal abundances and kinematic arguments suggest that these faint galaxies have not been able to affect the properties of their surrounding gas. The projected spatial alignment of the LAEs, together with the kinematic quiescence and correspondence between the LAEs and absorbing gas in velocity space, suggests that these observations probe a possible filamentary structure. Taken together with the blue-dominant Lyα emission line profile of one of the objects, the evidence suggests that the absorbing gas is part of an accretion stream of low-metallicity gas in the IGM.
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