向快速射电暴探寻超越再电离历史的更多信息

我们提出不同的估计量，利用快速射电暴的色散量（${\rm DM}$）来探测再电离时期（EoR）的星系际介质（IGM）。我们考虑了三种不同的再电离历史，如果在 EoR 期间已知其红移，我们总共可以通过 $\lesssim 1000\,{\rm DM}$ 次测量来区分它们。我们注意到，${\rm DM}$ 的红导数也对再电离历史直接敏感。本工作的主要重点是探索 ${\rm DM}$ 测量中的方差及其编码的信息。我们发现，全天平均 $\overline{{\rm DM}}(z)$ 会因 EoR 期间 IGM 电离引入的 ${\rm DM}$ 测量中的视线（LoS）波动而产生偏差。我们发现比值 $\sigma_{\rm DM}/\overline{{\rm DM}}$ 直接依赖于电离气泡的大小以及再电离历史。另一方面，我们还发现 ${\rm DM}$ 的角方差（被称为 $\textit{structure function}$）编码了关于再电离持续时间和典型气泡大小的信息。我们使用再电离的玩具模型确立了 ${\rm DM}$ 方差的实用性，随后通过真实的再电离模拟对其进行了验证。