The circumgalactic medium of high-z galaxies: C IV and Si IV absorption line studies around z ~ 2-3 galaxies

Abstract

Understanding the baryonic interaction between the star-forming galaxies and their surrounding gaseous haloes is key to deciphering the processes of galaxy formation and evolution. We present the results of Keck Baryonic Structure Survey (KBSS), an ideal spectroscopic study to observe metal absorption line systems at scales of ∼ 50 kpc − 1.5 Mpc of galaxies L ∗ at z∼ 2. In this work, we use KBSS data for 15 hypersoiling QSOs in z ∼ 2.5−2.9 as background sources to search for the gas surrounding 711 foreground galaxies selected by UV at 2 ≤ z ≤ 2.8. All 711 galaxies that form KBSS stars are <1.5 of physical Mpc of the QSO line of sight, with QSO spectra of the Keck / HIRES instrument having S / N ∼ 100 Keck / HIRES, ensuring a detailed analysis of the metal absorption characteristics. The absorption lines of C IV and Si IV probe the presence of metals in the circumalctic medium (CGM) of galaxies, and are fundamental to trace the history of the baryonic cycle of a galaxy. In this thesis, we used the Voigt profile adjustment to evaluate the column densities, relative velocities and velocity profiles of metal absorbers C IV and Si IV in the ionized halo gas in the physical impact parameters < 1500 pkpc , to investigate the kinematics and structure of the highly ionized gas that surrounds galaxies. From our results that observe the statistics of the coverage fraction and the sum as a function of the impact parameter, we show conclusive evidence that the absorption of C IV and Si IV along the QSO lines of vision correlates with the presence of galaxies. The probability of seeing this absorption increases rapidly with increasing proximity to galaxies, since the absorbents of C IV and Si IV are grouped with galaxies. The measurement of metal distributions and gas flows is crucial to understanding the baryonic processes that are key to improving our understanding of galaxy formation.

Comprender la interacción bariónica entre las galaxias formadoras de estrellas y sus halos gaseosos circundantes es clave para descifrar los procesos de formación y evolución de galaxias. Presentamos los resultados de Keck Baryonic Structure Survey (KBSS), un estudio espectroscópico ideal para estudiar sistemas de líneas de absorción de metales en escalas de ∼ 50 kpc − 1.5 Mpc de las galaxias L ∗ a z ∼ 2. En este trabajo, usamos datos KBSS para 15 QSO hiperluminosos en z ∼ 2.5−2.9 como fuentes de fondo para buscar el gas que rodea a 711 galaxias en primer plano seleccionadas por UV a 2 ≤ z ≤ 2.8. Todas las 711 galaxias que forman estrellas KBSS son < 1.5 de Mpc físico de la línea de visión QSO, con espectros QSO del instrumento Keck / HIRES que tienen S / N ∼ 100 Keck / HIRES, asegurando un análisis detallado de las características de absorción metálica. . Las líneas de absorción de C IV y Si IV sondean la presencia de metales en el medio circunaláctico (CGM) de las galaxias, y son fundamentales para rastrear la historia del ciclo bariónico de una galaxia. En esta tesis, utilizamos el ajuste del perfil de Voigt para evaluar las iii densidades de columna, las velocidades relativas y los perfiles de velocidad de los absorbedores de metal C IV y Si IV en el gas halo ionizado en los parámetros de impacto físico < 1500 pkpc, para investigar la cinemática y la estructura del gas altamente ionizado que rodea a las galaxias. A partir de nuestros resultados que observan las estadísticas de la fracción de cobertura y la suma como una función del parámetro de impacto, mostramos evidencia concluyente de que la absorción de C IV y Si IV a lo largo de las líneas de visión QSO se correlaciona con la presencia de galaxias. La probabilidad de ver esta absorción aumenta rápidamente al aumentar la proximidad a las galaxias, ya que los absorbentes de C IV y Si IV están agrupados con galaxias. La medición de las distribuciones metálicas y los flujos de gas es crucial para comprender los procesos bariónicos que son clave para mejorar nuestra comprensión de la formación de galaxias.