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校准游程集再电离模型以近似守恒电离光子

宇宙学与河外天体物理 2022-10-05 v2

摘要

游程集再电离框架因其速度和在重现再电离三维拓扑结构方面的准确性而被广泛使用。然而,众所周知它并不守恒光子数。在此,我们引入一种高效的在轨配方,以近似考虑光子守恒。利用一个被证明能重现当前高红移可观测量的灵活星系模型,我们量化了由电离光子不守恒所导致的对再电离历史和星系性质推断的偏差。利用一个模拟的 21 厘米观测,我们进行了校正与不校正电离光子守恒的推断。我们发现,对于我们的基准模型,忽略光子守恒会导致对推断星系性质的偏差非常微小。显著的例外是电离逃逸分数随晕质量变化的幂律标度,其偏差可达真实值的 2.4σ\sim2.4\sigma(对应于幂律指数中的 0.2\sim0.2)。我们的方案已在公开代码 21cmFAST{\tt 21cmFAST} 中实现。

关键词

引用

@article{arxiv.2112.05184,
  title  = {Calibrating excursion set reionization models to approximately conserve ionizing photons},
  author = {Jaehong Park and Bradley Greig and Andrei Mesinger},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2112.05184},
  year   = {2022}
}

备注

9 pages, 4 figures, 1 table, accepted for publication in MNRAS