一种用于高效模拟最大尺度上再电离结构的混合多分辨率方案

再电离期间增长的电离区结构的红移 21cm 测量有望为早期星系与结构形成提供新探针。模拟再电离的挑战之一在于同时考虑星系形成的亚晕尺度物理以及尺度大许多个量级的电离区。为弥补这一鸿沟，我们首先利用相对小体积——($\sim$100Mpc/$h$)$^{3}$、高分辨率暗物质模拟计算的星系形成详细模型，计算了电离光度与 Mpc 尺度密度涨落之间的统计关系。我们随后使用蒙特卡洛技术将该关系应用于大体积暗物质模拟——($>$1Gpc/$h$)$^{3}$——内的星系际介质再电离。所得模拟可用于探讨星系极大尺度成团对再电离结构的贡献，并表明探测再电离中途的最大再电离特征需要大于 500Mpc/$h$ 的体积。作为我们技术的一个应用示例，我们证明预测的 21cm 功率谱振幅与梯度可用于确定超新星反馈对早期星系形成的重要性。