Spektroskopie von z ∼ 7 Kandidatengalaxien: Verwendung von Lyman α zur Eingrenzung des neutralen Wasserstoffanteils im hochrotverschobenen Universum★

Nach unseren vorherigen spektroskopischen Beobachtungen von z > 7 Galaxien mit dem Gemini/Gemini-Nahinfrarotspektrographen (GNIRS) und dem Very Large Telescope (VLT)/XSHOOTER, die insgesamt acht Objekte anvisierten, präsentieren wir hier unsere Ergebnisse aus einer tiefergehenden und größeren spektroskopischen Stichprobe von z > 7 Kandidatengalaxien, die mit der Wide Field Camera 3 ausgewählt wurden. Mit unserem FORS2-Setup decken wir den Wellenlängenbereich von 737–1070 nm ab, was eine Suche nach Lyman a im Rotverschiebungsbereich von 5,06–7,80 ermöglicht. Wir zielen auf 22 z-band dropout Objekte ab und finden keinen Hinweis auf eine Lyman a Emission, mit der Ausnahme einer vorläufigen Detektion (<5σ, was unser angenommener Kriterien für eine sichere Detektion ist) für ein Objekt. Die oberen Limits für den Lyman a Fluss sowie die Breitbandmagnitude werden verwendet, um die äquivalenten Breiten im Restrahmen für diese Linienemission einzugrenzen. Wir analysieren unsere FORS2-Beobachtungen in Kombination mit unseren vorherigen GNIRS- und XSHOOTER-Beobachtungen und schlagen vor, dass ein einfaches Modell, in dem der Anteil hoch äquivalenter Breitenemitter dem Trend folgt, der bei z = 3-6,5 zu sehen ist, nicht mit unseren Nicht-Detektionen bei z ~ 7,8 auf dem 96 Prozent Konfidenzniveau übereinstimmt. Dies könnte darauf hinweisen, dass ein signifikanter neutraler H I Anteil im intergalaktischen Medium die Lyman a Emission unterdrückt, mit einem geschätzten neutralen Anteil von ~HI 0,5, was mit anderen Schätzungen übereinstimmt.