Lyman Continuum and Lyman Alpha Emission from Galaxies at High Redshift PDF Download

Author: Milan Bogosavljević
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Category : Electronic dissertations
Languages : en
Pages : 324

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Author: Steven Arthur Dawson
Publisher: Universal-Publishers
ISBN: 1581122942
Category : Science
Languages : en
Pages : 203

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As late as 1995, the anticipated widespread population of primeval galaxies remained at large, lurking undetected at unknown redshifts, with undiscovered properties. We present results from our efforts to detect and characterize primeval galaxies by their signature high-redshift Lyman-alpha emission lines utilizing two observational techniques: serendipitous slit spectroscopy and narrowband imaging. By pushing these techniques to their utmost limits, we probe the Lyman-alpha-emitting galaxy population out to redshifts as high as z = 6.5. Galaxies at this epoch reside in a universe which is just 800 million years old, a mere 6% of its current age. As such, this work provides one account of the manner by which observational cosmology has recently shifted from merely marveling at the incredible lookback times implied by the first few high-redshift detections, to the routine assembly of high-redshift datasets designed to address specific astrophysical issues.

Author: Josephine Victoria Kerutt
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Languages : en
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Most of the matter in the universe consists of hydrogen. The hydrogen in the intergalactic medium (IGM), the matter between the galaxies, underwent a change of its ionisation state at the epoch of reionisation, at a redshift roughly between 6>z>10, or ~10^8 years after the Big Bang. At this time, the mostly neutral hydrogen in the IGM was ionised but the source of the responsible hydrogen ionising emission remains unclear. In this thesis I discuss the most likely candidates for the emission of this ionising radiation, which are a type of galaxy called Lyman alpha emitters (LAEs). As implied by their name, they emit Lyman alpha radiation, produced after a hydrogen atom has been ionised and recombines with a free electron. The ionising radiation itself (also called Lyman continuum emission) which is needed for this process inside the LAEs could also be responsible for ionising the IGM around those galaxies at the epoch of reionisation, given that enough Lyman continuum escapes. Through this mechanism, Lyman alpha and Lyman continuum ...

Author: Michael A. Dopita
Publisher: Springer Science & Business Media
ISBN: 3662058669
Category : Science
Languages : en
Pages : 445

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The reference work on astrophysics to provide a comprehensive introduction to the physics of Interstellar Matter. The objective of the book is to show how physics can be applied to the understanding and diagnosis of the phase structure, the physical conditions and the chemical make-up and evolution of the interstellar medium. Unlike other textbooks in the field, here a more systematic approach has been adopted based on the authors' lecture course experience. It is aimed primarily at those undertaking post-graduate courses, or those doing advanced projects as part of honours undergraduate courses in physics or astrophysics.

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Languages : en
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And with model predictions, indicates that bright Ly-alpha galaxies are so rare beyond z=5 that a non-evolving population can be excluded.

Author: Donald E. Osterbrock
Publisher: University Science Books
ISBN: 9781891389344
Category : Science
Languages : en
Pages : 488

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Thoroughly revised and expanded throughout, the new edition is a graduate-level text and reference book on gaseous nebulae, nova and supernova remnants. Much of the new data and new images are from the Hubble Space Telescope with two wholly new chapters being added along with other new features. The previous edition which was tried and tested for thirty years has now been succeeded by a revised, updated, larger edition, which will be valuable to anyone seriously interested in astrophysics.

Author: Jean-Baptiste Vielfaure
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Languages : en
Pages : 0

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Les sursauts-gamma (GRBs) sont parmi les événements cosmiques les plus brillants. Ces flashs de photons gamma de courte durée sont suivis d'une rémanence brillante observable des rayons X aux ondes radio. La classe des sursauts-gamma longs (LGRBs) est associée à la mort d'étoiles massives. Les LGRBs se produisent généralement dans des galaxies peu brillantes avec des taux de formation stellaire spécifiques élevés et des environnements à métallicité inférieure à la métallicité solaire. Leurs hôtes pourraient être représentatifs de la population de galaxies présente à l'époque de la réionisation, encore mal connue. L'utilisation des LGRBs comme sondes des galaxies dans l'Univers distant offre des avantages uniques : (i) le flash de photons gamma nous permet de détecter des galaxies à tous décalages spectraux indépendamment de leurs propriétés d'émission; (ii) grâce à leur forte luminosité, les LGRBs peuvent être utilisés comme des phares capables de révéler le milieu interstellaire (MIS) des galaxies même les plus faibles et les plus éloignées, en apportant des détails inaccessibles autrement; (iii) la rémanence des LGRBs s'estompe rapidement, permettant l'étude des galaxies hôtes. Le but de cette thèse est d'utiliser les LGRBs pour étudier certaines des propriétés des galaxies à formation d'étoiles, distantes et faibles. Pour cela, je combine les informations sur le MIS obtenues par les raies d'absorption présentes dans les spectres de rémanence à celles du gaz ionisé obtenues par les raies d'émission de la galaxie hôte. De plus, j'approfondis l'interprétation des données à l'aide de simulations numériques.La première partie de cette thèse montre que les LGRBs sont des outils puissants pour détecter l'échappement de photons ionisants de galaxies très faibles et caractériser les voies par lesquelles cela se produit.Je présente les résultats de l'observation d'émission LyC dans le spectre de rémanence d'un LGRB nouvellement découvert. Cette détection est complétée par les observations de deux autres galaxies hôtes de LGRBs pour lesquelles un échappement de LyC est connu, afin de déterminer leur fraction d'échappement en LyC et de comparer leurs propriétés. Les fractions d'échappement calculées le long de la ligne de visée du LGRB sont élevées, et augmentent le nombre de détections des émetteurs LyC, en particulier à des magnitudes absolues très faibles.La deuxième partie de mon travail est consacrée à l'étude de la population des galaxies hôtes de LGRB étant émetteurs Lyman-alpha (LAE). Je mets à jour le recensement de ces galaxies en fournissant une compilation de toutes les détections disponibles, et en déterminant les statistiques de LAEs à partir d'échantillons spectroscopiques de galaxies hôtes de LGRB et de rémanences.A partir de cette étude, je sélectionne un sous-échantillon de quatre galaxies pour lesquelles on peut mesurer les principaux paramètres nécessaires pour contraindre le modèle de coquille utilisé pour interpréter la raie d'émission Lyman-alpha.Le modèle donne des résultats inconsistants pour les LGRB-LAEs qui présentent les densités de colonne d'hydrogène neutre les plus élevées, pourtant typiques des hôtes de LGRB et des LGRB-LAEs.Ce résultat amène à une interprétation des informations sondées le long de la ligne de visée des LGRBs et de l'échappement des photons Lya. Enfin, ces résultats sont approfondis à travers la simulation numérique d'une galaxie à z=3 ayant des propriétés typiques des galaxies hôtes de LGRB. Je trouve que les photons Lyman-alpha s'échappent de plusieurs régions au sein de la galaxie plutôt que d'une seule région dominante jeune et active qui pourrait héberger le LGRB. Cette thèse montre que les observations de la rémanence des LGRBs et de leur galaxie hôte sont des outils puissants permettant d'explorer les propriétés des galaxies faibles et distantes.

Author: Mark Dijkstra
Publisher: Springer Nature
ISBN: 3662596237
Category : Science
Languages : en
Pages : 421

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The hydrogen Lyman-alpha line is of utmost importance to many fields of astrophysics. This UV line being conveniently redshifted with distance to the visible and even near infrared wavelength ranges, it is observable from the ground, and provides the main observational window on the formation and evolution of high redshift galaxies. Absorbing systems that would otherwise go unnoticed are revealed through the Lyman-alpha forest, Lyman-limit, and damped Lyman-alpha systems, tracing the distribution of baryonic matter on large scales, and its chemical enrichment. We are living an exciting epoch with the advent of new instruments and facilities, on board of satellites and on the ground. Wide field and very sensitive integral field spectrographs are becoming available on the ground, such as MUSE at the ESO VLT. The giant E-ELT and TMT telescopes will foster a quantum leap in sensitivity and both spatial and spectroscopic resolution, to the point of being able, perhaps, to measure directly the acceleration of the Hubble flow. In space, the JWST will open new possibilities to study the Lyman-alpha emission of primordial galaxies in the near infrared. As long as the Hubble Space Telescope will remain available, the UV-restframe properties of nearby galaxies will be accessible to our knowledge. Therefore, this Saas-Fee course appears very timely and should meet the interest of many young researchers.

Author: Jeffrey Donald Cooke
Publisher:
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Category :
Languages : en
Pages : 630

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Author: Kamson Yeuk Yu Lai
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Languages : en
Pages : 314

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This thesis presents studies on Ly[alpha] emitting galaxies (LAEs) at high redshift. The main goal of this work is to understand the nature and evolution of LAEs, with the broader aim of gaining insights into galaxy formation and evolution in general. We achieve the stated goal by constraining the stellar populations of LAEs at z ~ 3 - 6 using detailed multiwavelength observations. Using deep Spitzer IRAC imaging, we study the stellar populations of LAEs at z = 5.7 and 6.6. IRAC observations sample the rest-frame optical emission from the z ~ 6 LAEs, thus allowing the stellar masses and star formation histories of the galaxies to be constrained. Interestingly, we find that IRAC-detected LAEs at z ~ 6 can be massive and evolved, unlike typical LAEs at lower redshifts. Extending our work to lower redshift, we study the overall properties of LAEs at z = 3.1 using a large sample of 162 objects. The majority of the LAEs in our sample are young and low-mass galaxies but there is also a significant fraction of older and more massive objects. The fact that Ly[alpha] emission can be seen in both young and evolved galaxies has interesting implications for the evolution of LAEs. In a further study, we use a combined sample of 40 spectroscopically selected and 111 photometrically selected objects to constrain the average stellar population of LAEs at z = 5.7. Surprisingly, the z = 5.7 LAEs in our sample appear to be more massive on average than their low-redshift counterparts. Additionally, we demonstrate that at higher redshift LAEs account for a larger fraction of the global stellar mass density and star formation rate density. Our results suggest a possible evolution of LAEs towards higher mass with redshift, potentially due to the increasing prevalence of Ly[alpha] emission as a result of the lower overall dust content in high-redshift galaxies.