早期致电源的 21 cm 信号

我们研究了在再电异化时代从 UV 致电源产生的 21 cm 信号。21 cm 辐射与吸收区域的形成与演化本质上取决于光子在物理空间和频率空间中的动力学。为求解辐射传递方程，我们采用 WENO 算法，该算法能够有效捕捉锋利的电离轮廓以及光速前端 $(r=ct)$ 处的截止，同时处理在电离球中剩余的少量中性氢和氦。我们表明，一旦电离前沿 (I-front) 的速度显著低于光速，便会在点源周围发展出一个 21 cm 辐射与吸收壳。21 cm 壳从 I-front 到光速前端延伸；其内部为辐射区，外部为吸收区。21 cm 辐射区对强度、频谱和寿命强烈依赖。对于寿命较短的源，如果源在 I-front 速度显著低于光速之前死亡，则无法形成 21 cm 辐射区。然而，即使在辐射源停止后，21 cm 吸收区仍可形成并发展。