The impact of scatter in the galaxy UV luminosity to halo mass relation on Ly α visibility during the epoch of reionization
The impact of scatter in the galaxy UV luminosity to halo mass relation on Ly α visibility during the epoch of reionization
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再电离时期星系紫外光度与晕质量关系的散射对 Lyα 能见度的影响
DOI：
10.1093/mnras/staa1178
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发表时间：
2020
影响因子：
4.8
通讯作者：
Treu, Tommaso
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Whitler, Lily R;Mason, Charlotte A;Ren, Keven;Dijkstra, Mark;Mesinger, Andrei;Pentericci, Laura;Trenti, Michele;Treu, Tommaso
氢的再电离与宇宙中的第一个结构密切相关，因此了解再电离的时间线有望揭示这些早期物体的本质。特别是星系间介质（IGM）中Lyman α (Ly α)的传输对IGM中的中性氢非常敏感，因此可以用来探测再电离时间线。在这项工作中，我们实现了一个改进的星系紫外光度与暗物质晕质量关系模型，从Ly α观测中推断出IGM中中性氢的体积平均分数。许多模型假设，紫外线明亮的星系是由大质量暗物质晕所容纳的，这些暗物质晕位于IGM的密度过大的区域，因此位于相对较大的电离区域。然而，观测和n体模拟表明，紫外光晕质量关系中的散射是预期的。在这里，我们建立了散射模型（尽管我们假设IGM拓扑不受影响），并评估了再电离过程中对Ly α可见性的影响。我们发现，与没有散射的模型相比，紫外线光晕质量散射降低了Ly α的可见性，这对紫外线明亮的星系来说是最显著的。然后，我们使用我们的散点模型来推断中性分数，$\overline{x}_{\ maththrm {H}\,{\small I}}$, atz ~ 7，使用遗留场中的莱曼-破星系样本。我们推断有散射的$\overline{x}_{\ mathm {H}}，{\小I}} = 0.55_{-0.13}^{+0.11}$，与无散射的$\overline{x}_{\ mathm {H}\，{\小I}} = 0.59_{-0.14}^{+0.12}$相比，有很小的降低，在不确定性范围内是一致的。最后，我们将我们的结果放在再电离时间线的其他限制的背景下，并讨论了对未来高红移星系研究的影响。
The reionization of hydrogen is closely linked to the first structures in the Universe, so understanding the timeline of reionization promises to shed light on the nature of these early objects. In particular, transmission of Lyman alpha (Ly α) from galaxies through the intergalactic medium (IGM) is sensitive to neutral hydrogen in the IGM, so can be used to probe the reionization timeline. In this work, we implement an improved model of the galaxy UV luminosity to dark matter halo mass relation to infer the volume-averaged fraction of neutral hydrogen in the IGM from Ly α observations. Many models assume that UV-bright galaxies are hosted by massive dark matter haloes in overdense regions of the IGM, so reside in relatively large ionized regions. However, observations and N-body simulations indicate that scatter in the UV luminosity–halo mass relation is expected. Here, we model the scatter (though we assume the IGM topology is unaffected) and assess the impact on Ly α visibility during reionization. We show that UV luminosity–halo mass scatter reduces Ly α visibility compared to models without scatter, and that this is most significant for UV-bright galaxies. We then use our model with scatter to infer the neutral fraction, $\overline{x}_{\mathrm{ H}\,{\small I}}$, atz∼ 7 using a sample of Lyman-break galaxies in legacy fields. We infer $\overline{x}_{\mathrm{ H}\,{\small I}} = 0.55_{-0.13}^{+0.11}$ with scatter, compared to $\overline{x}_{\mathrm{ H}\,{\small I}} = 0.59_{-0.14}^{+0.12}$ without scatter, a very slight decrease and consistent within the uncertainties. Finally, we place our results in the context of other constraints on the reionization timeline and discuss implications for future high-redshift galaxy studies.
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DOI：
--
发表时间：
2015
期刊：
影响因子：
--
作者：
S. Finkelstein;Mimi Song;P. Behroozi;R. Somerville;C. Papovich;M. Milosavljevic;A. Dekel;D. Narayanan;M. Ashby;A. Cooray;G. Fazio;H. Ferguson;A. Koekemoer;B. Salmon;S. Willner
通讯作者：
S. Willner
星际传输及其对 Lyα 线的影响
DOI：
10.1088/0004-637x/728/1/52
发表时间：
2010
期刊：
The Astrophysical Journal
影响因子：
--
作者：
P. Laursen;J. Sommer;A. Razoumov
通讯作者：
A. Razoumov
影响因子：
64.8
作者：
B. Robertson;R. Ellis;J. Dunlop;R. McLure;D. Stark
通讯作者：
B. Robertson;R. Ellis;J. Dunlop;R. McLure;D. Stark
DOI：
10.1088/0004-637x/744/2/83
发表时间：
2011-07
期刊：
The Astrophysical Journal
影响因子：
--
作者：
Y. Ono;M. Ouchi;B. Mobasher;M. Dickinson;K. Penner;K. Shimasaku;B. Weiner;J. Kartaltepe;K. Nakajima;H. Nayyeri;D. Stern;N. Kashikawa;H. Spinrad
通讯作者：
Y. Ono;M. Ouchi;B. Mobasher;M. Dickinson;K. Penner;K. Shimasaku;B. Weiner;J. Kartaltepe;K. Nakajima;H. Nayyeri;D. Stern;N. Kashikawa;H. Spinrad
影响因子：
4.8
作者：
C. Mason;A. Fontana;T. Treu;K. Schmidt;A. Hoag;L. Abramson;R. Amorín;M. Bradač;L. Guaita
通讯作者：
C. Mason;A. Fontana;T. Treu;K. Schmidt;A. Hoag;L. Abramson;R. Amorín;M. Bradač;L. Guaita