PMAS observing campaign at Calar Alto 3.5m Telescope "Ionised haloes in the Lyman Alpha Reference Sample"
Final Report Abstract
Die Lyα Emissionslinie ist eine etablierte Observable von Galaxien mit hoher Rotverschiebung, die aufgrund einer großen Äquivalentbreite sowie der Dopplerverschiebung aus dem UV in den optisch-visuellen Spektralbereich gut zu messen ist. Da es sich um eine Resonanzlinie handelt, ist die Interpretation der Linienstärke, insbesondere zur Messung von Sternentstehungsraten, nicht trivial. Der Strahlungstransport wird stark durch komplexe Zusammenhänge der Struktur und physikalischer Eigenschaften in der jeweiligen Galaxie beeinflusst, z.B. durch Dichte, Anwesenheit von Staub, Kinematik, die Verteilung des neutralen Wasserstoffgases und etwaiger Klumpung. Der komplizierte Weg von Lyα Photonen beim Entweichen aus einer Galaxie wird bestimmt durch Absorption in Staub und Streuung im neutralen Gasmedium. Deren Geometrie, Geschwindigkeitsfelder und Klumpung bestimmen letzlich das beobachtete Profil der Lyα Emissionslinie. Zusätzlich wirken starke kinematische Prozess, z.B. Ausflüsse oder hochgradig turbulente Medien, auf die freie Weglänge von Lyα Photonen und beeinflussen die Wahrscheinlichkeit, mit der sie aus der Galaxie entweichen können. Solche Regionen sind durch hohe Sternentstehungsraten gekennzeichnet, und es werden kompakte Sternhaufen gebildet. Supernovaexplosionen von massereichen Sternen setzen enorme Energiebeträge frei, die in Verbindung mit starken Sternwinden Kavitäten erzeugen, durch die Lyα Strahlung entweichen kann. Sternwinde führen außerdem zu einem Eintrag von Impuls in das interstellare Medium und der Umsetzung in Turbulenz, die ebenfalls eine wichtige Rolle bei der Entweichwahrscheinlichkeit von Lyα Photonen zu spielen scheint. Erste Vorarbeiten mit PMAS lieferten aus der Kinematik des ionisierten Wasserstoffs Hinweise aus einen Zusammenhang zwischen Eigenschaften wir der Geschwindigkeitsdispersion oder dem Vorhandensein von Outflows mit der Lyα Entweichwahrscheinlichkeit. Die bisher verfügbaren Beobachtungsdaten waren allerdings hinsichtlich des Gesichtsfelds und der Wellenlängenabdeckung limitiert. Um ein vollständiges Bild zu erhalten, sollten die gesamten Galaxien mit Halo erfasst werden. Ziel des Vorhabens war die Gewinnung von räumlich aufgelösten PMAS-Spektren durch Einsatz der PPak-IFU, die ein Gesichtsfeld von 1 arcmin überdeckt, für eine Untermenge der eLARS Galaxien. Durch Beobachtung mit dem V600 Gitter sollten die wichtigen diagnostischen Emissionslinien von [OII] bis [SII] erfasst werden, um wichtige physikalische Eigenschaften wie Extinktion, Dichte und Temperatur bis in die Halos hinein zu ermitteln. Mit Hilfe der starken Emissionlinien wie Hα und [OIII] sollte die gesamte Ausdehnung der Halos gemessen werden und festgestellt werden, inwieweit die Nebel optisch dick sind, also die Entweichwahrscheinlichkeit von Lyα bestimmt werden. Ferner sollte die globale Dynamik der Systeme gemessen werden. Die Interpretation der erwarteten Daten sollte mit CLOUDY und MOCASSIN Modellen erfolgen.
