重子化 III：快速射电暴色散量概率密度函数的精确解析模型

我们在重子化（BFC）模型内开发了一个解析框架，用于预测快速射电暴色散量的一维概率分布函数（PDF）。BFC 为在宇宙学尺度上模拟重子效应提供了一种计算高效的替代方案，以取代昂贵的流体动力学模拟。通过应用晕质量函数和晕偏置，我们将不同质量和红移下各个晕的贡献进行卷积，以推导出对 DM PDF 的大尺度结构贡献。我们通过一致性检验模拟验证了我们的解析预测，并在 $z = 0$ 到 $z = 5$ 的红移范围内将其与 IllustrisTNG 流体动力学模拟进行比较，展示了极好的一致性。我们证明我们的模型在拟合气体分布和预测 PDF 时产生一致的结果，反之亦然。我们表明，控制气体分布的 BFC 参数，特别是晕质量尺度（$M_\mathrm{c}$）、质量依赖斜率（$\mu$）和外部截断（$\delta$），是 PDF 形状的主要驱动因素。此外，我们研究了常用于 DM 分布的对数正态近似的有效性，发现它对几百个 FRB 提供了足够的描述。我们的工作提供了一个将气体密度分布与积分 DM 统计联系起来的自洽模型，从而能够利用 FRB 观测对重子反馈过程进行未来约束。