Ionization state and geometry of the extragalactic HII region SMC-N88A for the interpretation of observations of galaxies in the epoch of reionization

Abstract

Los fotones ionizantes de las primeras galaxias contribuyeron a la progresiva re-ionización del hidrógeno intergaláctico, que terminó a z~ 6. Una de las principales incógnitas de este proceso es la fracción de fotones ionizantes que escapan de las galaxias y alcanzan el medio intergaláctico durante esta época. Sin embargo, ningún telescopio puede detectar directamente esta radiación en objetos a z ≥ 6 porque es absorbida por el hidrógeno neutro del medio intergaláctico en el mismo proceso de reionización cósmica. Por este motivo se han propuesto varios indicadores alternativos del escape de fotones ionizantes, basados tanto en líneas de emisión como de absorción. En este trabajo, el objetivo a largo plazo es poner a prueba los modelos utilizados en la interpretación de las observaciones de líneas de emisión nebulares de galaxias a muy alto redshift. Hemos observado dos regiones HII compactas de la Nube Menor de Magallanes con la unidad de campo integrado (o IFU) de GMOS-S, para estudiar la física involucrada en el escape de fotones ionizantes producidos por estrellas masivas que habitan en regiones Η II jóvenes. A una distancia de ~ 61 kpc, la cercanía de estos objetos hace posible estudiar la geometría y cinemática del gas en emisión con una resolución espacial inalcanzable en galaxias de la época de reionización. En esta oportunidad, presentamos las bases del proyecto y el estado de los datos obtenidos para SMC-N88A.

Ionizing photons from the first galaxies contributed to the progressive re-ionization of the intergalactic hydrogen, which ended by z ~ 6. One of the main unknowns of this process is the fraction of ionizing photons that escape from galaxies and reach the intergalactic medium during this epoch. However, no telescope can directly detect this radiation on objects at z ≥ 6 because it is absorbed by the neutral hydrogen of the intergalactic medium in the same cosmic reionization process. For this reason, several alternative indicators of the escape of ionizing photons have been proposed, based on both emission and absorption lines. In this work, the long-term goal is to test the models used in the interpretation of observations of nebular emission lines from galaxies at very high redshift. We have observed two compact ΗII regions of the Small Magellanic Cloud with the Integral Field Unit (or IFU) of GMOS-S, to study the physics involved in the escape of ionizing photons produced by massive stars inhabiting young ΗII regions. At a distance of ~ 61 kpc, the proximity of these objects makes it possible to study the geometry and kinematics of the gas in emission with a spatial resolution unattainable in galaxies of the reionization epoch. In this opportunity, we present the bases of the project and the data obtained for SMC-N88A.