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Statistical Correlation between the Distribution of Lyα Emitters and Intergalactic Medium H i at z ∼ 2.2 Mapped by the Subaru/Hyper Suprime-Cam
The Astrophysical Journal ( IF 4.8 ) Pub Date : 2021-01-19 , DOI: 10.3847/1538-4357/abcd93
Yongming Liang 1, 2, 3 , Nobunari Kashikawa 2, 3, 4 , Zheng Cai 5 , Xiaohui Fan 6 , J. Xavier Prochaska 7 , Kazuhiro Shimasaku 3, 4 , Masayuki Tanaka 1, 2 , Hisakazu Uchiyama 2 , Kei Ito 1, 2, 3 , Rhythm Shimakawa 2 , Kentaro Nagamine 8, 9, 10 , Ikkoh Shimizu 2, 11 , Masafusa Onoue 12 , Jun Toshikawa 13, 14
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The correlation between neutral Hydrogen (HI) in the intergalactic medium (IGM) and galaxies now attracts great interests. We select four fields which include several coherently strong Ly$\alpha$ absorption systems at $z\sim2.2$ detected by using background quasars from the whole SDSS/(e)BOSS database. Deep narrow-band and $g$-band imaging are performed using the Hyper Suprime-Cam on the Subaru Telescope. We select out 2,642 Ly$\alpha$ emitter (LAE) candidates at $z=2.177\pm0.023$ down to the Ly$\alpha$ luminosity of $L_{\text{Ly}\alpha}\approx 2 \times 10^{42} {\rm erg~s}^{-1}$ to construct the galaxy overdensity maps, covering an effective area of 5.39 deg$^2$. Combining the sample with the Ly$\alpha$ absorption estimated from 64 (e)BOSS quasar spectra, we find a moderate to strong correlation between the LAE overdensity $\delta_{\rm LAE}$ and the effective optical depth $\tau_{\rm LoS}$ in line-of-sights, with $P$-value$=0.09\%$ ($<0.01\%$) when the field that contains a significant quasar overdensity is in(ex)cluded. The cross-correlation analysis also clearly suggests that up to $4\pm1$ pMpc, LAEs tend to cluster in the regions rich in HI gas, indicated by the high $\tau_{\rm LoS}$, and avoid the low $\tau_{\rm LoS}$ region where the HI gas is deficient. By averaging the $\tau_{\rm LoS}$ as a function of the projected distance ($d$) to LAEs, we find a $30\%$ excess signal at $2\sigma$ level at $d<200$ pkpc, indicating the dense HI in circumgalactic medium, and a tentative excess at $400

中文翻译:

斯巴鲁/超级超级相机映射的 Lyα 发射体分布与 z ∼ 2.2 处的星系间介质 H i 之间的统计相关性

星系际介质 (IGM) 中的中性氢 (HI) 与星系之间的相关性现在引起了极大的兴趣。我们选择了四个场,其中包括通过使用来自整个 SDSS/(e)BOSS 数据库的背景类星体在 $z\sim2.2$ 处检测到的几个连贯的强 Ly$\alpha$ 吸收系统。使用斯巴鲁望远镜上的 Hyper Suprime-Cam 进行深窄带和 $g$ 波段成像。我们在 $z=2.177\pm0.023$ 上选择了 2,642 个 Ly$\alpha$ 发射器(LAE)候选者,直到 $L_{\text{Ly}\alpha}\approx 2 \times 的 Ly$\alpha$ 光度10^{42} {\rm erg~s}^{-1}$ 构建星系超密度图,覆盖有效面积为 5.39 deg$^2$。将样品与从 64 (e)BOSS 类星体光谱估计的 Ly$\alpha$ 吸收相结合,我们发现 LAE 过密度 $\delta_{\rm LAE}$ 与视线中的有效光学深度 $\tau_{\rm LoS}$ 之间存在中等至强相关性,其中 $P$-value$=0.09 \%$ ($<0.01\%$) 当包含显着类星体超密度的场被排除在外时。互相关分析也清楚地表明,高达 $4\pm1$ pMpc,LAEs 倾向于聚集在富含 HI 气体的区域,由高 $\tau_{\rm LoS}$ 表示,并避免低 $\tau_ {\rm LoS}$ HI 气体不足的区域。通过将 $\tau_{\rm LoS}$ 作为到 LAE 的投影距离 ($d$) 的函数求平均值,我们在 $d<200$ pkpc 处发现 $2\sigma$ 水平的 $30\%$ 过量信号,表明环星系介质中的密集 HI,以及 400 美元的暂定过剩 01\%$) 当包含显着类星体超密度的场被排除在外时。互相关分析也清楚地表明,高达 $4\pm1$ pMpc,LAEs 倾向于聚集在富含 HI 气体的区域,由高 $\tau_{\rm LoS}$ 表示,并避免低 $\tau_ {\rm LoS}$ HI 气体不足的区域。通过将 $\tau_{\rm LoS}$ 作为到 LAE 的投影距离 ($d$) 的函数求平均值,我们在 $d<200$ pkpc 处发现 $2\sigma$ 水平的 $30\%$ 过量信号,表明环星系介质中的密集 HI,以及 400 美元的暂定过剩 01\%$) 当包含显着类星体超密度的场被排除在外时。互相关分析也清楚地表明,高达 $4\pm1$ pMpc,LAEs 倾向于聚集在富含 HI 气体的区域,由高 $\tau_{\rm LoS}$ 表示,并避免低 $\tau_ {\rm LoS}$ HI 气体不足的区域。通过将 $\tau_{\rm LoS}$ 作为到 LAE 的投影距离 ($d$) 的函数求平均值,我们在 $d<200$ pkpc 处发现 $2\sigma$ 水平的 $30\%$ 过量信号,表明环星系介质中的密集 HI,以及 400 美元的暂定过剩 并避免 HI 气体不足的低 $\tau_{\rm LoS}$ 区域。通过将 $\tau_{\rm LoS}$ 作为到 LAE 的投影距离 ($d$) 的函数求平均值,我们在 $d<200$ pkpc 处发现 $2\sigma$ 水平的 $30\%$ 过量信号,表明环星系介质中的密集 HI,以及 400 美元的暂定过剩 并避免 HI 气体不足的低 $\tau_{\rm LoS}$ 区域。通过将 $\tau_{\rm LoS}$ 作为到 LAE 的投影距离 ($d$) 的函数求平均值,我们在 $d<200$ pkpc 处发现 $2\sigma$ 水平的 $30\%$ 过量信号,表明环星系介质中的密集 HI,以及 400 美元的暂定过剩
更新日期:2021-01-19
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