The galaxy-IGM connection in THESAN: the physics connecting the IGM Lyman-$α$ opacity and galaxy density in the reionization epoch
利用THESAN模拟研究再电离末期类星体视线莱曼-$\alpha$光学深度与星系分布的联系，揭示其对红移相关距离处星系的敏感性，并探讨电离源和暗物质性质的影响。
2025-08-11 astro-ph.CO astro-ph.GA
A SPectroscopic survey of biased halos In the Reionization Era (ASPIRE): JWST Supports Earlier Reionization around [OIII] Emitters
基于 JWST ASPIRE 项目的大样本 [OIII] 发射体与类星体光谱数据，研究发现 [OIII] 发射体周围 IGM 透射率显著增强且更早达到相同光深，表明再电离在星系周围提前发生，支持涨落 UVB 模型下的不均匀再电离拓扑。
2024-10-02 astro-ph.CO astro-ph.GA
SILVERRUSH XI: Constraints on the Ly$α$ luminosity function and cosmic reionization at $z=7.3$ with Subaru/Hyper Suprime-Cam
Ly $α$发光体（LAEs）的Ly $α$光度函数（LF）已被用来约束星系际介质（IGM）中的中性氢分数，从而约束宇宙再电离的时间轴。在这里，我们展示了使用斯巴鲁/Hyper Suprime-Cam对$\sim 3\ \mathrm{deg}^2$大区域的$z=7.3$ LAE进行新的窄带成像调查的结果。在$\sim 2\times 10^6$ Mpc $^3$的有效宇宙体积中，没有检测到低至$L_{\mathrm{Ly}α}\simeq 10^{43.2}\ \mathrm{erg\ s^{-1}}$的LAE，这是第一次对$z=7.3$ Ly $α$ LF的明亮部分设置上限，并证实$z=7.0$的明亮LAE减少。通过比较这个上限与Ly $α$ LF的情况下，完全电离的IGM，这是预测使用观察到的$z=5.7$ Ly $α$ LF的假设，内在的Ly $α$ LF演变的紫外线LF相同的方式，我们得到的相对IGM传输$T^\mathrm{IGM}_{\mathrm{Ly}α}(7.3)/T^\mathrm{IGM}_{\mathrm{Ly}α}(5.7)<0.77$，然后体积平均中性分数$x_\mathrm{HI}(7.3)>0.28$。因此，宇宙再电离仍在$z=7.3$进行，与其他$x_\mathrm{HI}$估计方法的结果一致。使用文献Ly $α$ LF的类似分析发现，在$z=6…
2021-10-27 astro-ph.GA
The relationship between IGM Lyman-alpha opacity and galaxy density near the end of reionization
本研究通过观测两个高透射类星体视线方向的LAE密度，结合文献数据探究再电离末期IGM Lyα不透明度与星系密度的关联，发现高不透明天区普遍低密度，低不透明天区的结果与现有模型存在张力，为电离背景演化和再电离相关气体温度效应提供了观测约束。
2023-08-24 astro-ph.GA
The physical origin for spatially large scatter of IGM opacity at the end of reionization: the IGM Ly$α$ opacity-galaxy density relation
在$z > 5.5$ Ly $α$森林中的大的不透明度波动可能指示再电离的不均匀进展。为了解释观测到的星系际介质（IGM）有效Ly $α$光学厚度（$τ_{\rm eff}$）的大散射现象，人们提出了紫外背景涨落（$Γ$模型）或IGM气体温度涨落（$T$模型），它们预言了$τ_{\rm eff}$与星系密度的相反关系。为了确定哪种模型能够解释$τ_{\rm eff}$的大散射，我们用$τ_{\rm eff}\sim3$和$τ_{\rm eff}\sim5.5$分别在两个类星体（J1137+3549和J1602+4228）的视线和J1630+4012的视线附近寻找Ly $α$发射体（LAEs）。使用Subaru/Hyper Suprime-Cam的窄带成像，我们绘制LAE密度图以探索其空间分布。在类星体低$τ_{\rm eff}$区域的20 Mpc的$h^{-1}$范围内发现了超密度，而在高$τ_{\rm eff}$区域发现了LAEs的不足。虽然这三个类星体视线的$τ_{\rm eff}$既不高也不低，不足以清楚地区分这两个模型，但这些观测到的$τ_{\rm eff}$ -星系密度关系都一致支持$Γ$模型，而不是$T$模型。在低$τ_{\rm eff}$视线附近观测到的过密度可能表明，遗迹温度波动对再电离的影响并不大。否则，这些overdensities可以归因于其他因素，除了再电离…
2022-07-11 astro-ph.CO astro-ph.GA
Dark-ages Reionization and Galaxy Formation Simulation XX. The Ly$α$ IGM transmission properties and environment of bright galaxies during the Epoch of Reionization
高度中性的星系间介质（IGM）在再电离时期（EoR），预计将抑制Ly $α$发射与阻尼翼吸收，导致几乎没有Ly $α$检测到恒星形成星系在$z{\sim}8$。然而，在这些红移下，对4个最亮星系（${\rm H}_{160}{\sim}25$等）的光谱观测确实显示出突出的Ly $α$线，表明局部电离的IGM。本文利用Meraxes半解析模型研究了EoR期间亮星系的Ly $α$ IGM透射和环境。我们发现较亮的星系受阻尼翼吸收的影响较小，因为它们能有效地电离周围的中性氢。具体而言，最亮的源（${\rm H}_{160}{\lesssim}25.5$ mag）位于我们的模拟中最大的电离区域，并且具有来自IGM（光学深度${<}1$）的低Ly $α$衰减。较暗的星系（25.5等${<}{\rm H}_{160}{<}27.5$等）的透射率取决于紫外线光度，导致在较暗的星等下Ly $α$检测的发生率较低。这种光度相关的衰减解释了为什么Ly $α$只在$z{\sim}8$最亮的星系中被观测到。后续观察显示，在这些确认的$z{\sim}8$ Ly $α$发射体附近存在对应物。我们模拟的类似物的环境与这些观测结果在附近星系的数量上一致，这是一个很好的指标，表明Ly $α$是否可以在较暗的星系中被检测到。在目前的观测极限下，在$2'{\times}2'$内有${\ge}2$-5个邻居的星系显示出L…
2021-08-08 astro-ph.CO astro-ph.GA
Constraining the neutral fraction of hydrogen in the IGM at redshift 7.5
我们提出了一个大型的光谱活动与凯克/MOSFIRE针对莱曼α发射（Ly $α$）从本质上暗淡莱曼break Galerkin（LBG）背后的12个有效的星系团透镜。引力透镜使我们能够探测更丰富的微弱星系人口敏感的Ly $α$等效宽度限制。在竞选期间，我们用MOSFIRE Y波段瞄准了70个LBG候选者，通过光度测量选择以覆盖范围$7<z<8.2$上的Ly $α$。我们在其中2个星系中探测到$S/N>5$发射线，发现它们可能是位于$z=7.148\pm0.001$和$z=7.161\pm0.001$的Ly $α$。我们提出了新的透镜模型的4个星系团，使用我们以前公布的透镜模型的其余集群，以确定源星系的放大系数。使用贝叶斯框架，采用大规模的星系际介质（IGM）的再电离模拟，以及星际介质和环星系介质的现实属性，我们推断体积平均中性氢分数，$\overline{x}_{\mathrm{HI}}$，在IGM再电离期间是$\overline{x}_{\mathrm{HI}}=0.88^{+0.05}_{-0.10}$在$z=7.6\pm0.6$。我们的结果是一致的后期和快速再电离的普朗克推断的情况。
2019-01-25 astro-ph.GA
Galaxy Underdensities Host the Clearest IGM Ly$α$ Transmission and Indicate Anisotropic Reionization
Steward Observatory, University of Arizona（亚利桑那大学斯图尔德天文台）；Department of Physics & Astronomy, University of California, Riverside（加州大学河滨分校物理与天文学系）；Department of Astronomy, The University of Texas at Austin（德克萨斯大学奥斯汀分校天文学系）；School of Earth and Space Exploration, Arizona State University（亚利桑那州立大学地球与空间探索学院）；Cosmic Dawn Center(DAWN)（宇宙黎明中心）；Niels Bohr Institute, University of Copenhagen（哥本哈根大学尼尔斯玻尔研究所）
研究通过JWST/NIRCam观测发现，星系驱动再电离的机制及几何结构仍存疑问，首次测量IGM传输与星系位置的二维交叉相关性，揭示再电离存在各向异性。
2026-04-02 astro-ph.CO astro-ph.GA
Introducing SAGUARO -- Simulating IGM Evolution and Environments At High Resolution: Setup and First Results
Arizona State University（亚利桑那州立大学）；University of California, Riverside（加州大学河滨分校）；University of Washington（华盛顿大学）；Carnegie Mellon University（卡内基梅隆大学）
SAGUARO模拟了再电离期间和之后IGM的高分辨率演化，涵盖了光离子化率、再电离红移和箱尺度密度的参数空间，研究IGM气体动力学、热结构、不透明度及再电离光子预算等核心问题。
2026-09-28 astro-ph.CO astro-ph.GA
Precisely Measuring the Cosmic Reionization History from IGM Damping Wings Towards Quasars
针对宇宙再电离时代类星体邻近区IGM阻尼翼分析，提出生成式概率模型并结合降维技术，用大样本优化方法，实现对IGM中性氢分数和类星体寿命的精确测量，为再电离研究提供可靠探针。
2025-04-16 astro-ph.CO astro-ph.GA
The hydrodynamic response of small-scale structure to reionization drives large IGM temperature fluctuations that persist to z = 4
本研究通过高分辨率模拟发现，再电离加热引起的冷气体细丝和迷你晕膨胀导致IGM小尺度温度涨落持续到z≤4，并可能使Lyα森林通量功率增加约10%。
2024-07-17 astro-ph.CO astro-ph.GA
JWST ASPIRE: How Did Galaxies Complete Reionization? Evidence for Excess IGM Transmission around ${\rm [O\,{\scriptstyle III}]}$ Emitters during Reionization
利用JWST ASPIRE巡天数据研究z≈5.4-6.5处[O III]发射线星系与Lyα森林的互相关，发现其周围存在过量IGM透射和超过50 cMpc的电离泡，表明再电离晚期需要更多暗弱星系或更大尺度紫外背景，对现有再电离模拟提出挑战。
2025-03-10 astro-ph.CO astro-ph.GA
Limits on Intergalactic Dust During Reionization
在这封信中，我们限制在星系际介质（IGM）在高红移的尘埃气体比。我们采用模型的尘埃在当地的宇宙contrain的尘埃与气体的比例在红移z ~ 6-10的再电离时期。观测到的高红移星系的红化水平意味着IGM被富集到星系际尘埃与气体的比率小于银河系值的3%，红移为z=10。
2015-10-23 astro-ph.CO astro-ph.GA
Self-Consistent Modeling of Reionization in Cosmological Hydrodynamical Simulations
类星体和星系发出的紫外背景辐射（UVB）控制着星系际介质（IGM）的电离和热状态，调节着高红移星系的形成，因此是模拟宇宙再电离的关键量。绝大多数的宇宙学流体动力学模拟实现UVB通过一组空间均匀的光致电离和光热速率来自UVB合成模型。我们表明，模拟使用规范的UVB率reflection，也许更重要的是，虚假加热IGM，早得多的z ~ 15比他们应该。这个问题的出现是因为在z > 6时，不存在观测约束，UVB振幅太高。我们引入了一种新的方法来解决这个问题，我们产生自洽的光电离和光加热率模型任何选择的再电离的历史。按照这种方法，我们运行一套不同的再电离方案的流体动力学模拟，并探讨再电离的时间和随之而来的热注入对IGM的热状态的影响。我们提出了一个全面的研究IGM气体的压力平滑尺度，说明其依赖于氢和氦的再电离的细节，并认为它在解释莱曼α森林统计和热演化的IGM中起着基础性的作用。我们发现的过早的IGM加热意味着以前的工作可能大大高估了光电离反馈对星系形成的影响，这设置了能够形成高红移恒星的最小晕质量。我们公开了新的UVB光电离和光加热速率，以供未来的模拟使用。
2017-03-17 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.IM
Tracing The Start and End of Cosmic Reionization -- Exploring The Role of Ionizing Sources as drivers
本论文利用SPICE模拟和辐射转移方法，研究宇宙再电离纪元中氢和氦的电离过程，识别电离源（恒星、X射线双星、活动星系核等）的作用，并预测氦-3超精细跃迁作为新探针，以缓解JWST亮星系张力并揭示再电离历史。
2025-10-24 astro-ph.CO astro-ph.GA
Constraining the luminosity function of active galactic nuclei through the reionization observations in the SKA era
来自活动星系核（AGN）的紫外（UV）和X射线光子可以吸收星系际介质（IGM）中的氢。我们求解了高红移活动星系核周围的辐射转移，计算了IGM中性氢的21厘米线辐射，得到了再电离时期亮温的径向分布。电离分布延伸超过10 [Mpc]共移动距离，可以观察到10 [arcmin]的数量级。通过平方公里阵列（SKA）高灵敏度观测估算射电星系数，利用Fisher分析方法研究了AGN在宇宙时间内三种演化模型的光度函数参数约束能力。我们发现，每个参数的误差被限制在百分之几时，活动星系核是足够明亮的高红移。我们还调查了进一步的参数约束的可能性，未来的观察超越时代的SKA。
2021-04-12 astro-ph.GA
The Impact of Scatter in the Galaxy UV Luminosity to Halo Mass Relation on Ly$α$ Visibility During the Epoch of Reionization
氢的再电离与宇宙中的第一个结构密切相关，因此了解再电离的时间轴有望揭示这些早期物体的性质。特别是Lyman α（Ly $α$）从星系穿过星系际介质（IGM）的传输对IGM中的中性氢敏感，因此可以用来探测再电离时间轴。在这项工作中，我们实现了一个改进的模型的星系紫外光度暗物质晕质量的关系，推断体积平均分数的中性氢在IGM从Ly $α$观测。许多模型假设，紫外线明亮的星系是由IGM过密区域的大质量暗物质晕所承载的，因此存在于相对较大的电离区域。然而，观测和N-体模拟表明，在紫外光光度晕质量关系的散射是预期的。在这里，我们对散射进行建模（尽管我们假设IGM拓扑不受影响），并评估再电离过程中对Ly $α$可见性的影响。我们发现，紫外线光度晕质量散射减少LY $α$的可见性相比，没有散射的模型，这是最重要的紫外线明亮的星系。然后，我们使用我们的模型与散射推断中性分数，$\overline{x}_{\mathrm{HI}}$，在$z \sim 7$使用的样本莱曼break星系的遗产领域。我们推断，与没有分散的$\overline{x}_{\mathrm{HI}} = 0.59_{-0.14}^{+0.12}$相比，有分散的$\overline{x}_{\mathrm{HI}} = 0.55_{-0.13}^{+0.11}$有非常轻微的下降，并且在不确定性范围内是一致的。最后，我们把我们的结果的…
2020-04-23 astro-ph.CO astro-ph.GA
Mapping neutral islands during end stages of reionization with photometric intergalactic medium tomography
通过光度学IGM断层扫描技术，利用深窄带成像观测Lyman-α森林传输，研究再电离晚期中性岛屿的分布及与星系分布和21厘米信号的相关性。
2025-11-25 astro-ph.GA astro-ph.IM
A local, topology-independent parameterization of quasar IGM damping wings
本文提出了一种基于局部电离拓扑的类星体IGM衰减翼参数化方法，通过引入两个物理动机的统计量，减少传输散射并提取局部信息，为再电离研究提供新的视角。
2025-04-20 astro-ph.CO astro-ph.GA
A consistent and robust measurement of the thermal state of the IGM at $2 \leq z \leq 4$ from a large sample of Ly$α$ forest spectra: Evidence for late and rapid HeII reionization
我们用103个高分辨率、高信噪比的Ly $α$森林光谱样本，用四种不同的通量分布统计量，在红移范围$2 \leq z \leq 4$内的十个红移仓中，计算了星系际介质的热态。我们的测量是用模拟光谱校准的，这些模拟光谱来自于用我们的热IGM演化代码CITE后处理的一套大型流体动力学模拟，对预期温度-密度关系的振幅和斜率进行精细采样。从我们的测量的通量功率谱，多普勒参数分布，以及小波和曲率统计推断的热参数同意在各自的误差范围内，都清楚地显示了温度的峰值和最小的斜率的温度密度关系预期从HeII再电离。结合我们从不同通量统计的测量，给出了平均密度下峰值温度的$T_0=(14750 \pm 1322)$ K和相应的最小斜率$γ= 1.225 \pm 0.120$。温度演变的峰值出现在$z \approx 3$，与先前的测量结果一致，该测量结果表明存在这样的峰值，尽管具有较大的分散。使用CITE，我们还计算了五个广泛使用的（空间均匀）UV背景模型预测的IGM的热状态。相当快速的热演化推断我们的测量是很好地再现的两个模型，如果我们假设（物理上动机良好）的非平衡演化与光加热速率，减少了一个温和的因素$\sim 0.7-0.8$。其他三个模型预测HeII的再电离时间更长，温度峰值比我们的测量结果更早和更高。
2021-07-16 astro-ph.CO astro-ph.GA
Reionization and its sources
本文综述宇宙再电离的物理过程、首批恒星与吸积黑洞等电离源，以及CMB、Lyman-α、高红移星系和21 cm观测途径。
2025-02-17 astro-ph.CO astro-ph.GA
Anomaly in the Opacity of the Post-Reionization Intergalactic Medium in the Ly$α$ and Ly$β$ Forest
我们测量星系际介质（IGM）的不透明度在Ly $α$以及在Ly $β$森林沿$19$类星体视线之间的$5.5\lesssim z_{\rm abs}\lesssim 6.1$，探测再电离时代的结束阶段。由于其较低的振子强度，Ly $β$跃迁比Ly $α$对不同的气体温度和密度敏感，从而对IGM的电离和热状态提供额外的约束。将我们的测量结果与不同的非均匀再电离模型进行比较，这些模型来自对Nyx宇宙学流体动力学模拟的后处理，以包括紫外背景（UVB）或气体温度场的空间波动，以及IGM具有不同热状态的均匀再电离模型，得出两个主要结论：首先，我们发现，包括光谱噪声的影响是一个适当的数据模型比较的关键。噪声有效地降低了对高不透明度区域的敏感性，因此需要比先前推断的更强的空间不均匀性来匹配观测中观察到的散射。第二，我们发现，模型接近再现的分布的LY $α$有效的光学深度，但低估的LY $β$不透明度在相同的空间位置。这种分歧的起源还不完全清楚，但模型与反演的温度密度关系的IGM刚刚完成再电离后，匹配我们的测量最好的，虽然他们仍然没有完全捕获的观测结果在$z\gtrsim 5.8$。
2019-06-18 astro-ph.CO astro-ph.GA
Inferring local quasar IGM damping wing constraints
Leiden University（莱顿大学）；University of California, Santa Barbara（加州大学圣塔芭芭拉分校）；Max-Planck-Institut für Astronomie（马克斯·普朗克天文学研究所）
通过贝叶斯推断框架，利用类星体衰减翼数据约束IGM中性氢分布及再电离模型参数。
2025-08-29 astro-ph.CO astro-ph.GA
Kiloparsec-scale turbulence driven by reionization may grow intergalactic magnetic fields
School of Earth and Space exploration, Arizona State University（亚利桑那州立大学地球与空间探索学院）；Department of Astronomy, University of Washington（华盛顿大学天文学系）；Department of Physics and Astronomy, University of California, Riverside（加州大学河滨分校物理与天文系）；McWilliams Center for Cosmology and Astrophysics, Department of Physics, Carnegie Mellon University（卡内基梅隆大学物理系麦威廉斯宇宙学与天体物理学中心）
再电离驱动的湍流可能通过加热IGM并放大磁场，从而解释TeVblazars观测的磁场下限。
2026-02-10 astro-ph.CO astro-ph.GA
Effect of Intergalactic Medium on the Observability of Lyman Alpha Emitters during Cosmic Reionization
本文系统地研究了银河系间介质（IGM）的不均匀性对再电离时期莱曼α发射体（LAEs）可观测性的影响。我们专注于IGM接近星系的详细电离分布和速度场的这个区域可以显着影响散射的Ly-alpha光子离开中性H原子，因为他们穿越IGM逃离星系后。我们模拟的表面亮度（SB）的地图和光谱的100多个LAEs在z=7.7所看到的观察者在z=0。为了实现这一点，我们提取的星系及其周围的IGM的源属性从宇宙学模拟的盒子大小为5-30 Mpc/h，并遵循电离和Ly-alpha辐射通过IGM使用CRASH-α耦合辐射转移。我们发现，模拟SB配置文件的扩展和它们的详细结构的影响，特别是在高中性分数的IGM的不均匀性。LAEs的可探测性和观测到的通量的分数在很大程度上取决于SB轮廓的形状和观测活动的SB阈值（SB_th）。只有超深观测（例如SB_th ~ 10^-23尔格/s/cm ^2/arcsec ^2）才能获得LAEs真实的质量-光度关系和光度函数。我们的研究结果的细节取决于Ly-alpha光子是否显着转移到更长的波长，在IGM的平均电离分数和电离源的集群的星系。这些效应可以导致Ly-alpha光子更容易逃逸，在IGM中具有更少的散射和类似于点源的集中SB轮廓。最后，我们表明，SB配置文件是陡峭的高电离分数相同的LAE样品，可以潜在地观察到从大量的LAE的堆叠配置文件。
2012-07-27 astro-ph.CO astro-ph.GA
The THESAN project: properties of the intergalactic medium and its connection to Reionization-era galaxies
高红移星系际介质（IGM）和原始星系群正迅速成为河外天文学的新前沿。我们调查的IGM属性和它们的连接到星系在$z\geq5.5$电离光子逃逸和暗物质的性质不同的假设下，采用我们的新的THESAN辐射流体动力学模拟套件，旨在提供一个全面的图片的出现在一个完整的再电离的背景下的星系。我们的模拟有现实的“晚”再电离的历史，匹配全球IGM属性的可用约束，并再现最近观察到的电离光子的平均自由程的快速演变。我们还检查了高z Lyman- $α$传输。光学深度的演变与数据是一致的，其分布表明，甚至比模拟更晚的再电离，虽然具有很强的灵敏度源模型。我们表明，这两个未知数的影响可以解开特征的光谱形状和分离的莱曼- $α$传输区域，开辟了可能性，以观测约束。对于第一次在模拟中，THESAN再现调制的莱曼- $α$通量作为星系距离的函数，展示了耦合一个现实的星系形成模型与适当的辐射流体动力学的力量。我们发现这个功能是非常敏感的再电离的时间，而相对不敏感的源模型。总的来说，THESAN产生了一个现实的IGM和星系人口，为未来分析高z宇宙提供了一个强大的框架。
2022-01-27 astro-ph.CO astro-ph.GA
A galaxy-free phenomenological model for the 21-cm power spectrum during reionization
目前这一代干涉仪的上限瞄准了来自高红移的21厘米信号，最近已经开始排除物理上现实的，尽管仍然是极端的，再电离时代（EoR）的模型。虽然推断第一个星系的详细属性是测量高$z$ 21厘米信号的最重要的动机之一，他们也可以提供有用的约束星系际介质（IGM）的属性。受此启发，我们建立了一个简单的，现象学模型的21厘米功率谱，直接在IGM属性，这绕过了计算昂贵的3-D半数值建模一般采用的推理管道，并避免明确的假设星系属性。关键的简化假设是：（i）电离场是二元的，并且由具有由参数气泡尺寸分布很好地描述的丰度的球形气泡组成，以及（ii）气泡外部的“体”IGM的自旋温度是均匀的。尽管该模型的简单性，平均电离分数和自旋温度的IGM恢复从模拟21厘米功率谱产生的\textsc{21cmfast}一般是在良好的协议与真实的输入值。这表明，它是可能的，以获得可比的IGM使用模型的约束条件非常不同的假设，参数和先验。因此，我们的方法将补充半数值模型的上限继续提高，在未来几年。
2022-05-27 astro-ph.CO astro-ph.GA
Magnetizing the Cosmic Web during Reionization
越来越多的证据表明，宇宙片，细丝和空隙今天可能被大量磁化。然而，星系际介质（IGM）中磁场的起源目前还不确定。众所周知，对标准模型物理学的非标准扩展可以提供使整个宇宙磁化的机制。也许不太为人所知的是，物质的标准经典物理学-辐射相互作用实际上具有相同的潜力。我们讨论了一种基于非均匀IGM中硬光子和电子之间动量交换的磁生机制。在再电离时期，在电离源附近操作，这种机制能够在与电离源之间的距离相当的尺度上产生相关强度的磁种子。此外，总结所有电离源的贡献，并考虑到气体不均匀性的分布，我们表明，这种机制离开IGM，在再电离结束时，与磁化水平，可能占，当放大机制接管，在当前的宇宙网络的磁场强度。
2018-11-23 astro-ph.CO astro-ph.GA
The 21-cm signal during the end stages of reionization
本研究通过符合高红移观测的数值模拟，揭示再电离末期宇宙中性占比低于0.01%时再电离模式反转、21厘米信号探测主体转变，且存在可留下观测特征的大型中性岛。
2024-08-19 astro-ph.CO astro-ph.GA
Astraeus VI: Hierarchical assembly of AGN and their large-scale effect during the Epoch of Reionization
在这篇文章中，我们使用ASTRAEUS（N体暗物质模拟中星系形成和再电离的半数值辐射转移耦合）框架来研究宇宙再电离源的性质。我们扩展ASTRAEUS，它已经耦合了一个星系形成半解析模型与详细的半数值再电离计划，包括一个模型的黑洞的形成，增长，并从相关的活动星系核（活动星系核）的电离辐射的生产。我们校准了我们的基准活动星系核模型，以再现z ~ 5处的热光度函数，并探讨了由此产生的活动星系核人口在宇宙再电离中的作用。我们发现，在所有得到合理活动星系核光度函数的模型中，星系在再电离时期的电离收支中占绝对优势，活动星系核在z=6时占电离收支的1-10%，只有在z < 5时才开始发挥作用。
2022-07-26 astro-ph.CO astro-ph.GA
Probing Direct Contributions of Galaxies and AGN to Cosmic Reionization in a Quasar Field J0226+0302 with JWST NIRCam and NIRSpec
University of Michigan（密歇根大学）；Steward Observatory, University of Arizona（亚利桑那大学斯图尔德天文台）；Cosmic Dawn Center (DAWN), Niels Bohr Institute, University of Copenhagen（哥本哈根大学尼尔斯·玻尔研究所黎明中心）；Kavli IPMU (WPI), UTIAS, The University of Tokyo（东京大学宇宙起源研究核心理论研究中心）；Center for Data-Driven Discovery, Kavli IPMU (WPI), UTIAS, The University of Tokyo（东京大学宇宙起源研究核心理论中心数据驱动发现中心）；Department of Physics & Astronomy, University of California, Riverside（加州大学河滨分校物理与天文学系）
利用JWST观测z=6.5412类星体场，通过IGM-星系互相关函数发现星系对局部电离背景有显著贡献，并识别出4个活动星系核，其逃逸分数达50%-100%。
2026-10-07 astro-ph.CO astro-ph.GA
The Evolution of the Lyman-Alpha Luminosity Function During Reionization
氢再电离发生的时间范围是高度不确定的，但可以通过观测来自遥远来源的莱曼α（Ly $α$）发射来限制。星系际介质（IGM）中的中性氢使星系发射的Ly $α$ ~光子衰减。随着再电离的进展，IGM不透明度降低，增加了Ly $α$ ~的可见性。Ly星系的$α$ ~光度函数（LF）是一个有用的工具来限制再电离的时间轴。在这项工作中，我们模型的Ly $α$ ~LF作为红移，$z=5-10$，和平均IGM中性氢分数，$\overline{x}_\textsc{hi}$的函数。我们结合从非均匀再电离模拟得到的Ly $α$ ~光度概率分布与UV LF模型来模拟Ly $α$ ~LF。随着中性部分的增加，Ly $α$ ~发射星系的平均数密度减小，亮度降低，尽管对于$\overline{x}_\textsc{hi} \lesssim 0.4$，Ly $α$ ~LF只有很小的减少。我们使用我们的模型来推断IGM中性分数在$z=6.6, 7.0, 7.3$从观察到的赖氨酸$α$ ~ LF。我们的结论是，有一个显着的增加，在中性分数增加红移：$\overline{x}_\textsc{hi}(z=6.6)=0.08^{+ 0.08}_{- 0.05}, \, \overline{x}_\textsc{hi}(z=7.0)=0.28 \pm 0.05$和$\overline{x}_\textsc{hi}(z=7…
2021-07-02 astro-ph.CO astro-ph.GA
Dark ages reionization & galaxy formation simulation XII: Bubbles at dawn
直接探测电离氢（HII）区域已被认为是宇宙再电离的一种有前途的探测方法。观测来自再电离时代（EoR）的氢的红移21厘米信号是新一代低频无线电干涉仪背后的关键科学驱动力。我们调查的可行性相结合的低频观测与平方公里阵列和近红外测量数据的宽视场红外巡天望远镜探测宇宙再电离成像HII气泡周围的大质量星系在宇宙黎明。虽然个别气泡将太小，无法检测到，我们发现，通过堆叠红移21厘米光谱集中在已知的星系，它将有可能直接检测到EoR在$z \sim 9-12$，并放置定性约束的星系际介质（IGM）的自旋温度的演变在$z \geq 9$。特别地，给定使用该技术检测电离气泡，可以确定它们周围的IGM通常是吸收还是发射。由于HII区域的平均尺寸的简并性，使用这种方法确定IGM的全局平均中性分数将被证明是更加困难的。
2017-07-21 astro-ph.CO astro-ph.GA
Probing the thermal history during reionization using a semi-numerical photon-conserving code SCRIPT
星系际介质（IGM）在再电离时期的电离和热状态一直是最近的兴趣，因为它们与第一批恒星的密切联系。我们在本文中提出了一个半数值代码，计算大规模的温度和电离氢场在宇宙学上的代表性体积占补丁在这些数量所产生的再电离。该代码是对先前开发的用于研究电离区域生长的版本的扩展，即光子守恒的再电离半数值代码（Semi Numerical Code for Reionization with Photon Conservation，缩写为WNTT）。在本版本中的主要补充是非均匀重组，这是必不可少的温度计算。这种扩展版本的RECT还实现了再电离期间光加热的物理后果，例如，辐射反馈这些增强功能使我们能够预测早期版本不可行的观测值。其中包括星系的紫外光度函数的暗端（这可能受到辐射反馈的影响）和低密度IGM在$z\sim 6$的温度-密度关系。我们研究了不同的自由参数和处方我们的模型上的各种可观的效果。我们的分析的结论是，它应该是可能的，把约束的IGM的热和电离状态的演化使用现有的观测占所有可能的变化的自由参数。参数空间的详细探索将在未来进行。
2022-01-25 astro-ph.CO astro-ph.GA
Implications of $z \sim 6$ Quasar Proximity Zones for the Epoch of Reionization and Quasar Lifetimes
我们研究类星体邻近区的红移范围$5.77 \leq z \leq 6.54$均匀分析$34$中等分辨率的光谱，包括档案和新获得的数据，并利用最近更新的系统红移和星等测量。而以前的研究发现强烈的邻近区的大小与红移的演变，并认为这提供了一个快速发展的星系际介质（IGM）中性分数在再电离的证据，我们测量一个更浅的趋势$\propto(1+z)^{-1.44}$。我们比较我们测得的邻近区域的大小预测后处理的一维辐射转移的流体动力学模拟，并发现良好的协议之间的观测和理论，无论周围IGM的电离状态。这种对IGM电离态的不敏感性以前已经被注意到，并且是由于这样一个事实，即邻近区大小的定义是平滑的类星体光谱在$10\%$通量透射水平以下的第一个下降，探测了来自类星体的电离辐射比预期的紫外电离背景大一个数量级的位置，该紫外电离背景设定了IGM的中性部分。我们的分析还发现了三个具有非常小的邻近区域的物体（其中两个具有$R_p < 1$适当的Mpc），这构成了观察到的分布的异常值，并且具有挑战性，难以用我们的辐射转移模拟来解释。我们认为它们的起源，如强吸收线系统与类星体或斑片状再电离的各种解释，但发现最引人注目的情况是，这些类星体一直闪耀$\lesssim 10^5$年。
2017-05-10 astro-ph.CO astro-ph.GA
Cosmic Variance and the Inhomogeneous UV Luminosity Function of Galaxies During Reionization
本文利用 CoDa II 辐射流体动力学模拟研究再电离时期 UVLF 的时空不均匀性，解释其暗端变平并指出小体积观测的宇宙方差被既有方法低估2至4倍。
2023-08-08 astro-ph.CO astro-ph.GA
Constraining Reionization with the $z \sim 5-6$ Lyman-$α$ Forest Power Spectrum: the Outlook after Planck
普朗克报告的CMB电子散射光学深度的最新测量结果显着减少了HI再电离模型的允许空间，指向一个较晚结束和/或较短的延长相变比以前认为。再电离脉冲加热星系际介质（IGM）到$\sim10^4$ K，由于扩散气体中的冷却和动力学时间较长，与哈勃时间相当，再电离加热的记忆被保留下来。因此，后期结束的再电离对$z\sim5-6$ Lyman-$α$（ly $α$）森林的结构具有重要意义。使用国家的最先进的流体动力学模拟，使我们能够改变再电离及其相关的热注入的时间，我们认为，现存的热再电离的签名可以通过检测在$5< z<6$的Ly $α$森林功率谱。这是因为功率的小规模切断不仅取决于这些时期的IGM温度，而且对IGM全热历史设定的压力平滑尺度特别敏感。比较我们不同的再电离模型与现有的测量在$z=5.0-5.4$的Ly $α$森林通量功率谱，我们发现，模型满足普朗克的$τ_e$，约束有利于适量的热注入与星系驱动的再电离一致，但不利于类星体驱动的情况。我们探讨了不同的再电离历史和加热模型对功率谱形状的影响，并发现它们可以产生类似的效果，但认为这种简并可以用足够高质量的数据来打破。我们研究了在$z\simeq 6$使用模拟类星体光谱测量通量功率谱的可行性，并得出结论，一个样本的$\sim10$高分辨率光谱与可达到的信噪比将允许区分不同的再电离方案。
2019-04-27 astro-ph.CO astro-ph.GA
Forecasting constraints on the high-z IGM thermal state from the Lyman-$α$ forest flux auto-correlation function
本研究利用宇宙学流体动力学模拟，通过高红移类星体Lyman-$α$森林通量自相关函数预测了对IGM热状态参数$T_0$和$γ$的约束，并验证了包含温度与UVB波动的再电离模型的可区分性。
2023-09-11 astro-ph.CO astro-ph.GA
Cosmic Reionization After Planck and Before JWST: An Analytic Approach
宇宙氢的再电离标志着宇宙结构形成历史上的一个关键时刻。在这里，我们提出了一个新的制定标准再电离方程的体积平均HII分数的演变，这是更符合公认的概念模型的不均匀星系际吸收。修订后的方程保留了经典计算的基本术语和简单性，但明确说明了光学厚“莱曼极限系统”的存在，已知该系统用于确定重叠后电离辐射的平均自由程。该方程的积分通过平滑地将这种过程的重叠前阶段与重叠后阶段联系起来，提供了再电离时间的更好表征。我们确认的有效性的准瞬时近似的预测再电离完成/维护，并讨论了新的见解宇宙再电离的来源，使用改进的形式主义。一个恒定的发射率到星系际介质（IGM）的3莱曼连续（LyC）光子每原子每陀螺仪导致再电离的历史，这是一致的一些观测约束的电离态的z=5-9宇宙和减少汤姆逊散射光学厚度最近报告的普朗克合作。虽然恒星形成星系可以主导再电离过程，如果逃逸到IGM的LyC光子的光度加权分数f_esc超过15%（对于M_lim=-13的星系UV光度函数的微弱星等截止值和xi_ion=10^{25.3} Hz/erg的每单位1500 AA光度的LyC光子产额，两个未知量f_esc_xi_ion的乘积不随红移而变化的简单模型不能再现在这些时期观察到的IGM的中性变化。
2017-10-20 astro-ph.CO astro-ph.GA
Modelling the observed luminosity function and clustering evolution of Lyman-$α$ emitters: growing evidence for late reionization
利用经验静止坐标系等效宽度分布模型研究了高红移（z > 5）Lyman- $α$发射星系（LAE）的星系群.我们校准到观测到的光度函数和角关联函数在z = 5.7测量的SILVERRUSH调查。这使我们能够填充的高动态范围舍伍德模拟套件LAEs，并计算其LY $α$发射通过星系间介质（IGM）的传输。我们使用这个模拟的人口来探索IGM对LAEs的高红移观测的影响，并在z = 6.6，7.0和7.3的窄带滤波器红移的预测。比较我们的模型与现有的观测，我们发现一个后期再电离的建议，与最近的低光学厚度来自宇宙微波背景（CMB）的普朗克合作和不透明度波动的Ly $α$森林。我们还探讨了环银河系介质（CGM）的作用和较大的体积的气体，这是降落到主机晕与IGM在衰减的LY $α$信号，发现一个显着的部分衰减是由于CGM和降落的气体，这增加了对再电离结束，虽然有一个大的分散在整个模拟LAE人口。
2019-02-13 astro-ph.CO astro-ph.GA
Radiative Transfer Simulations of Ly$α$ Intensity Mapping During Cosmic Reionization Including Sources from Galaxies and the Intergalactic Medium
本文通过包含星系际介质辐射转移的Ly$α$强度映射模拟，研究不同来源和天体物理参数对功率谱的影响，发现功率谱斜率对中性分数敏感，可用于约束宇宙再电离。
2025-07-14 astro-ph.CO astro-ph.GA
Constraining the intergalactic medium at $z\approx$ 9.1 using LOFAR Epoch of Reionization observations
我们推导出的星系际介质（IGM）的热态和电离态在红移$\approx$ 9.1使用新的上限21厘米的功率谱测量的LOFAR射电望远镜和电离分数在红移估计从最近的宇宙微波背景（CMB）观测之前的限制。我们已经使用的再电离模拟代码GRIZZLY和贝叶斯推理框架的结果来约束的参数描述的IGM的物理状态。我们发现，如果气体加热仍然可以忽略不计，IGM与电离分数$\gtrsim 0.13$和分布的电离区域的特征尺寸$\gtrsim 8 ~h^{-1}$共同megaparsec（Mpc）和半高宽（FWHM）$\gtrsim 16 ~h^{-1}$ Mpc被排除。对于具有均匀自旋温度$T_{\rm S} \gtrsim 3$ K的IGM，不能计算对电离分量的约束。如果信号的大尺度波动是由自旋温度波动驱动的，则排除具有温度大于CMB的加热区域的体积分数$\lesssim 0.34$、平均气体温度7-160 K以及特征尺寸为3.5-70 $h^{-1}$ Mpc且FWHM为$\lesssim 110$ $h^{-1}$ Mpc的加热区域分布的IGM。这些制约因素在95%的可信区间内。随着未来LOFAR在多个红移处的上限更加严格，约束将变得更加严格，并将排除越来越大的参数空间区域。
2020-02-17 astro-ph.CO astro-ph.GA
Observing the influence of growing black holes on the pre-reionization IGM
我们考虑宇宙中第一个恒星大小的黑洞（BH）形成的宇宙学意义。这种黑洞通过质量为$\simeq 10^5-10^7~M_\odot$的微晕吸积形成和生长，并发射非热辐射，影响IGM的电离和热状态。我们计算这个过程的含义。结果表明，对于不生长的黑洞，氢的影响区域增加到10 kpc（物理长度），对于吸积的黑洞，氢的影响区域增加到0.3- 1 Mpc，而对于单电离的氦，氢的影响区域小十倍。我们考虑了在$8.5<z<25$过程中吸积黑洞周围影响区的三种可能的观测量：HI 21 cm线，$^3$ HeII的超精细线和HI复合线。我们发现，21厘米的发射区域周围的一个不断增长的BH可以产生亮度温度$\simeq 15$ mK跨越一个不断发展的结构的大小为1 Mpc的热，电离气体更接近BH和更冷的外部区域。我们表明，正在进行和即将到来的无线电干涉仪，如LOFAR和SKA 1-LOW可能能够检测到这些地区。$^3$ HeII发射从周围地区的生长BH是弱的：相应的亮度温度达到几十纳米开尔文，这是低于即将到来的SKA 1-MED的范围。我们表明，对于生长BH H $α$线可以检测到由JWST与$S/N=10$在$10^4$ ~秒的整合。根据最近的EDGES结果，我们表明，由于与暗物质碰撞，重子的额外冷却，HI信号可以增强一个数量级以上。
2018-08-24 astro-ph.CO astro-ph.GA
High Precision Analyses of Lyman alpha Damping Wing of Gamma-Ray Bursts in the Reionization Era: On the Controversial Results from GRB 130606A at z = 5.91
Swift GRB 130606 A在z = 5.91处的空前明亮的余辉给我们提供了一个通过高精度分析Ly α吸收的红阻尼翼来探测再电离时代的独特机会，但不同望远镜观测到的光谱对星系际介质（IGM）中中性氢分数（fHI）的限制是矛盾的。在这里，我们研究的起源，这种差异进行分析的频谱VLT与我们自己的分析代码以前用于适应斯巴鲁频谱。虽然VLT团队没有报告使用VLT光谱的IGM HI的证据，但我们证实了我们之前的结果，即更喜欢非零IGM HI（当IGM HI扩展到GRB红移时，最佳拟合f_HI ~ 0.06）。不含IGM HI的模型的VLT光谱拟合残差显示出与斯巴鲁光谱相同的系统趋势。我们认为，两个小组之间的差异可能是由于配件所采用的波长范围不同;我们的波长范围比VLT团队的更宽，而且我们避免了深Ly α吸收的最短波长范围（lambda_obs < 8426 A），因为这一区域主要由宿主星系中的HI控制，并且宿主星系HI速度分布的系统不确定性很大。我们还研究了这些结果的灵敏度，通过Ly α截面公式，从经典的洛伦兹函数到最近的一个考虑到完全量子力学散射。研究发现，对非零IGM HI的偏好对截面公式的选择是稳健的，但它在定量上是不可忽略的，因此在未来的分析中应该小心。
2015-11-25 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
Rapid Decline of Lyman-alpha Emission Toward the Reionization Era
观测到的z>6.5的强莱曼α发射星系的亏损归因于星系际介质（IGM）中中性氢的增加和/或星系性质的演变。为了研究这一点，我们使用Mosfire对z>7星系进行了非常深的近红外光谱分析。我们使用两种方法测量z~8处的莱曼α分数（z=7.7处的组合光度红移峰）。首先，我们使用广泛的模拟直接推导出NLyα/Ntot，以纠正不完整性。其次，我们使用了贝叶斯形式（由Treu等人在2012年引入），将z>7的星系光谱与z~6的莱曼α等效宽度（WLyα）分布模型进行了比较。我们探索了两个简单的演化场景：平滑演化，其中莱曼α在所有星系中以恒定的因子衰减（可能是由于星系演化过程或IGM不透明度缓慢增加），以及斑块演化，其中莱曼α在某些部分的星系中被阻挡（可能是由于IGM仅沿某些部分的视线不透明）。与直接方法相比，贝叶斯形式主义具有更强的约束条件。将我们的数据与文献中的数据相结合，我们发现在z~8处，与z~6值相比，使用平滑和斑块场景时，莱曼α分数下降了>3倍（84%置信区间）。此外，我们发现了一个初步的证据表明，数据有利于补丁的情况下顺利（与“积极”贝叶斯证据），扩大在z~7观察到更高的红移的趋势。如果这种减少是理论预测的再电离的结果，那么我们的数据意味着IGM中的体积平均中性氢分数>0.3，这表明宇宙的再电离正在进行中。
2014-09-24 astro-ph.CO astro-ph.GA
Galaxy Proximate Damped Lyman-Alpha Systems and HI Reionization Topology in TECHNICOLOR DAWN
New Mexico State University（新墨西哥州立大学）；Cosmic Dawn Center (DAWN)（宇宙黎明中心（DAWN））；Niels Bohr Institute, University of Copenhagen / DTU-Space Technical University of Denmark（哥本哈根大学尼尔斯·玻尔研究所/丹麦技术大学空间研究所）
本文通过TECHNICOLOR DAWN模拟研究了高红移银河系前景中的近邻Lyman-α吸收体（PDLAs）与HI再电离拓扑的关系，探讨了PDLAs是否能作为再电离进程的示踪体。
2026-07-09 astro-ph.CO astro-ph.GA
Simulating the epoch of Helium Reionization in photon-conserving semi-numerical code SCRIPT
该研究利用改进的SCRIPT半数值代码，模拟了类星体驱动的氦再电离过程，并耦合了光加热效应，通过三个自由参数在230 Mpc盒子中重现了观测到的温度密度关系，为未来参数估计奠定了基础。
2024-04-20 astro-ph.CO astro-ph.GA
Can galaxy evolution mimic cosmic reionization?
Lyman- $α$（Ly $α$）发射星系是探测宇宙再电离晚期的有力工具。在$z>6$处观测到的Ly $α$分数的突然下降通常被解释为再电离的迹象，因为星系际介质（IGM）对Ly $α$光子来说更加中性和不透明。至关重要的是，这种对观测结果的解释只有在星系本身在这些时期经历最小演化的假设下才有效。通过模拟LY $α$辐射转移效应的星系和周围，我们研究是否在银河系的属性的变化可以重现所观察到的下降的LY $α$分数。我们发现，在银河系中性氢含量的增加或减少流出速度向更高的红移都导致较低的Ly $α$逃逸分数，因此可以模仿增加中性分数的IGM。我们还发现，这种变化的星系属性导致系统不同的Ly $α$光谱，可用于区分两个竞争的效果。使用CANDELSz 7巡天测量表明在$z\sim 6$稍宽的线条，我们发现，银河柱密度朝着更高的$z$仅仅增加的情况是极不可能的。我们还表明，流出速度的降低不排除现有的数据，但导致更突出的蓝色峰值在$z>6$。我们的研究结果警告使用Ly $α$观测来估计IGM中性分数，而不考虑银河系性质的潜在变化，例如，通过绘制出Ly $α$光谱特性的演变。
2021-01-11 astro-ph.CO astro-ph.GA
Metal Enrichment and Reionization Constraints on Early Star Formation
再电离时代和第一颗恒星的形成是相互关联的主题，是相当感兴趣的。我们使用一个简化的方法来研究恒星在坍缩晕中的形成，以及由此产生的星系间介质（IGM）电离。我们考虑了一组LCDM模型允许的CMB温度和偏振各向异性的观察这项研究。我们约束与恒星形成的观测的帮助下的参数。我们约束这些参数的子集独立地使用所观察到的金属丰度的星系间介质在z ~ 5和要求的汤姆逊散射光学深度，由于电离IGM作为确定的模型从CMB观测被复制。我们考虑了恒星形成气体的初始金属丰度范围，以及恒星初始质量函数的一些变化。我们发现，一个“正常”的初始质量函数（IMF）可以满足这两个约束，提高效率的恒星形成相比，在本地宇宙。观测需要很大一部分金属从晕逃逸到IGM。我们还可以对金属和电离光子的逃逸分数之比加以限制，我们发现对于大多数模型，这个比值是单位阶的。这突出了利用银河系间介质富集所产生的限制的重要性。（节录）
2009-05-06 astro-ph.CO astro-ph.GA
Chasing the Tail of Cosmic Reionization with Dark Gap Statistics in the Ly$α$ Forest over $5 < z < 6$
我们提出了一个新的调查星系际介质（IGM）的再电离结束附近使用“暗隙”的莱曼α（Ly $α$）森林。使用光谱的55类星体在$z_{\rm em}>5.5$，包括新的数据从XQR-30 VLT大型计划，我们确定的差距在LY $α$森林中的传输平均超过1共动$h^{-1}\,{\rm Mpc}$箱下降到5%以下。在$z<6$处鉴定出9个超长（$L > 80~h^{-1}\,{\rm Mpc}$）暗缺口。此外，我们量化的类星体光谱的分数表现出的差距长于$30~h^{-1}\,{\rm Mpc}$，$F_{30}$，作为红移的函数。我们分别在$z = 6.0$、5.8和5.6处测量到$F_{30} \simeq 0.9$、0.6和0.15，这些长暗隙中的最后一个持续到$z \simeq 5.3$。比较我们的结果与流体动力学模拟的预测，我们发现，数据是一致的模型，其中再电离扩展显着低于红移6。IGM基本上完全再电离的模型在$z \lesssim 6$的电离UV背景中保留大尺度波动，也可能与数据一致。总的来说，我们的研究结果表明，签名的形式的中性氢岛和/或大规模的波动的电离背景仍然存在于IGM，直到至少$z \simeq 5.3$的再电离。
2021-09-13 astro-ph.CO astro-ph.GA
Quantifying the Precision of IGM Damping Wing Measurements Towards Quasars
本研究针对高红移类星体光谱的IGM阻尼翼测量宇宙再电离历史的精度展开，构建了考虑多类不确定性的生成式概率模型推断流程，通过模拟测试明确了最优测量设置、约束精度及主要误差来源。
2024-06-17 astro-ph.CO astro-ph.GA
Mapping reionization bubbles in the JWST era I: empirical edge detection with Lyman alpha emission from galaxies
针对单星系Lyα测量受内禀发射变化限制的问题，本文提出基于星系集合Lyα光谱的天空平面边缘检测与视线距离算法，可在JWST可行观测条件下稳健恢复半径≳10 cMpc的再电离气泡。
2024-11-06 astro-ph.CO astro-ph.GA
Consistent modelling of the meta-galactic UV background and the thermal/ionization history of the intergalactic medium
最近的观测表明，氢再电离结束晚（$z \simeq 6$），进行迅速。我们在这里提出了一个新的模型的元银河系的紫外线/X射线背景（UVB），这是一致的。它采用了最新的测定电离辐射率由于恒星和活动星系核，以及HI吸收柱密度分布。另一个主要的改进是对电离光子的星系际介质（IGM）不透明度的新处理，它能够始终如一地捕获从中性到电离IGM的过渡。以前的合成模型的UVB，当用于模拟，产生再电离和热的历史是不一致的假设电离发射率。通过我们的新疗法，这种差异完全得到了解决。在我们的基准模型中，星系泄漏的莱曼连续辐射$\lesssim 18\%$驱动HI再电离，而活动星系核驱动HeII再电离（分别在$z \simeq 6.2$和$2.8$完成）。由于HI和HeII再电离之间的冷却时间有限，预计后期再电离情况下IGM温度会更高。在我们的基准模型中，预测的温度与$z \lesssim 4$的观测约束一致，但与上述数据相比（有些不确定）略高。活动星系核贡献较大的模型反而受到温度数据以及HI和HeII Lyman- $α$森林不透明度测量的不利影响。我们还提出了“等效平衡”电离/加热速率，模仿我们的基准UVB模型用于模拟代码，假设电离平衡。
2018-01-15 astro-ph.CO astro-ph.GA
