H<i>α</i>emission in local galaxies: star formation, time variability, and the diffuse ionized gas
Notice bibliographique
Résumé
ABSTRACT The nebular recombination line H α is widely used as a star formation rate (SFR) indicator in the local and high-redshift Universe. We present a detailed H α radiative transfer study of high-resolution isolated Milky-Way and Large Magellanic Cloud simulations that include radiative transfer, non-equilibrium thermochemistry, and dust evolution. We focus on the spatial morphology and temporal variability of the H α emission, and its connection to the underlying gas and star formation properties. The H α and H β radial and vertical surface brightness profiles are in excellent agreement with observations of nearby galaxies. We find that the fraction of H α emission from collisional excitation amounts to fcol ∼ 5–$10{{\ \rm per\ cent}}$, only weakly dependent on radius and vertical height, and that scattering boosts the H α luminosity by $\sim 40{{\ \rm per\ cent}}$. The dust correction via the Balmer decrement works well (intrinsic H α emission recoverable within 25 per cent), though the dust attenuation law depends on the amount of attenuation itself both on spatially resolved and integrated scales. Important for the understanding of the H α–SFR connection is the dust and helium absorption of ionizing radiation (Lyman continuum [LyC] photons), which are about $f_{\rm abs}\approx 28{{\ \rm per\ cent}}$ and $f_{\rm He}\approx 9{{\ \rm per\ cent}}$, respectively. Together with an escape fraction of $f_{\rm esc}\approx 6{{\ \rm per\ cent}}$, this reduces the available budget for hydrogen line emission by nearly half ($f_{\rm H}\approx 57{{\ \rm per\ cent}}$). We discuss the impact of the diffuse ionized gas, showing – among other things – that the extraplanar H α emission is powered by LyC photons escaping the disc. Future applications of this framework to cosmological (zoom-in) simulations will assist in the interpretation of spectroscopy of high-redshift galaxies with the upcoming James Webb Space Telescope.
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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 | 0,000 | 0,000 |
| 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.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
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 ».