Lyman continuum leakage in faint star-forming galaxies at redshift<i>z</i>= 3−3.5 probed by gamma-ray bursts
Notice bibliographique
Résumé
Context.The identification of the sources that reionized the Universe and their specific contribution to this process are key missing pieces of our knowledge of the early Universe. Faint star-forming galaxies may be the main contributors to the ionizing photon budget during the epoch of reionization, but their escaping photons cannot be detected directly due to inter-galactic medium opacity. Hence, it is essential to characterize the properties of faint galaxies with significant Lyman continuum (LyC) photon leakage up toz∼ 4 to define indirect indicators allowing analogs to be found at the highest redshift. Aims.Long gamma-ray bursts (LGRBs) typically explode in star-forming regions of faint, star-forming galaxies. Through LGRB afterglow spectroscopy it is possible to detect directly LyC photons. Our aim is to use LGRBs as tools to study LyC leakage from faint, star-forming galaxies at high redshift. Methods.Here we present the observations of LyC emission in the afterglow spectra of GRB 191004B atz = 3.5055, together with those of the other two previously known LyC-leaking LGRB host galaxies ( GRB 050908 atz = 3.3467, and GRB 060607A atz = 3.0749), to determine their LyC escape fraction and compare their properties. Results.From the afterglow spectrum of GRB 191004B we determine a neutral hydrogen column density at the LGRB redshift of log(NH I/cm−2) = 17.2 ± 0.15, and negligible extinction (AV = 0.03 ± 0.02 mag). The only metal absorption lines detected are C IVand Si IV. In contrast to GRB 050908 and GRB 060607A, the host galaxy of GRB 191004B displays significant Lyman-alpha (Lyα) emission. From its Lyαemission and the non-detection of Balmer emission lines we constrain its star-formation rate (SFR) to 1 ≤ SFR ≤ 4.7 M⊙yr−1. We fit the Lyαemission with a shell model and find parameters values consistent with the observed ones. The absolute (relative) LyC escape fractions we find for GRB 191004B, GRB 050908 and GRB 060607A are of 0.35−0.11+0.10(0.43−0.13+0.12), 0.08−0.04+0.05(0.08−0.04+0.05) and 0.20−0.05+0.05(0.45−0.15+0.15), respectively. We compare the LyC escape fraction of LGRBs to the values of other LyC emitters found from the literature, showing that LGRB afterglows can be powerful tools to study LyC escape for faint high-redshift star-forming galaxies. Indeed we could push LyC leakage studies to much higher absolute magnitudes. The host galaxies of the three LGRBs presented here have allM1600 > −19.5 mag, with the GRB 060607A host atM1600 > −16 mag. LGRB hosts may therefore be particularly suitable for exploring the ionizing escape fraction in galaxies that are too faint or distant for conventional techniques. Furthermore, the time involved is minimal compared to galaxy studies.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
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score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».