German Title: Ly-alpha-Emissionslinien-Galaxien im FORS Deep Field

Preview

PDF, English Download (2MB) | Terms of use

Abstract

VLT/FORS-Spektren mit einer Aufloesung von A = 2000 von 18 Galaxien mit einer Rotverschiebung von z = 2.7 bis 5 werden praesentiert. Die Sternentstehungsraten der 18 Galaxien reichen von 2 bis 60 Msun/yr und ihre effektiven Radien von r < 0.2 bis 1.8 kpc. Der Vergleich mit synthetischen Spektren ergibt, dass die Galaxien jung sind und ungefaehr SMC/LMC-Metallizitaet haben. Die breiten, blauverschobenen, niedrig-angeregten interstellaren Absorptionslinien weisen darauf hin, dass die Galaxien Superwinde besitzen. Die Staerke dieser Absorptionslinien ist bestimmt durch die Geschwindigkeitsdispersion des ausstroemenden Mediums und nicht durch dessen Abdeckungsgrad. Alle Spektren enthalten die Lyman-alpha-Linie, welche von reiner Absorption bis zu starker Emission (Emissions-EW = -20 bis 270 Å) reicht. Die meisten Emissionslinien sind asymmetrisch, drei Galaxien besitzen ein Lyman-alpha-Profil mit zwei Emissionskomponenten. Die asymmetrischen als auch die komplexeren Profile koennen mit einem kompakten Starburst erklaert werden, der von einer neutralen Schale umgeben ist. Die Staerke der Lyman-alpha-Emissionslinie wird durch die Entweichwahrscheinlichkeit der Lyman-alpha-Photonen bestimmt, welche wiederum durch die mittlere Geschwindigkeit, die Geschwindigkeitsdispersion und den Ionisationsgrad des austroemenden Mediums bestimmt wird. Die moegliche Existenz einer zusaetzlichen Galaxien-Population mit ausserordentlich starker Lyman-alpha-Emissionsline wird diskutiert.

Translation of abstract (English)

VLT/FORS spectra with a resolution of R = 2000 of 18 galaxies in the redshift range of z = 2.7 to 5 are presented. The star-formation rates of the 18 galaxies range from 1.2 to 63.2 Msun/yr and their half-light radii from r < 0.2 to 1.8 kpc. A comparison of the rest-frame UV spectra with synthetic spectra show that the objects are young starburst galaxies with approximately SMC/LMC metalicity. The broad, blue-shifted, low-ionisation interstellar absorption lines indicate a galaxy-scale outflow. The strengths of these lines are found to be determined by the velocity dispersion and not by the covering fraction of the outflowing medium. Each spectrum includes the Lyman-alpha line, which ranges from pure absorption to strong emission (emission EW = -20 to 270 Å). Most of the lines show an asymmetric profile, three galaxies show a double-peak profile. The asymmetric and the double-peak profiles are explained by an expanding shell around a compact starburst region. The emission strength of the Lyman-alpha line is determined by the escape probability of the Lyman-alpha photons, which in turn depends on outflow velocity, velocity dispersion and the degree of ionisation of the outflowing material. The possibility of a distinct population, showing exceptionally strong Lyman-alpha emission, is discussed.