以低星系电离光子逃逸分数再电离宇宙的条件

我们探索了以低星系电离光子逃逸分数再电离星系际介质的情形。我们将基于模拟的晕质量依赖的逃逸分数与观测到的星系静止紫外光度函数的外推相结合，求解从 z=20 到 z=4 的再电离历史。我们探索了关键未知量的后验分布，包括恒星形成的最低晕质量、电离光子产生效率，以及活动星系核（AGN）的潜在贡献。我们使用马尔可夫链蒙特卡洛方法对允许的参数空间进行边缘化，找到了一个满足最不依赖模型的再电离约束的解。我们的基准模型可以在整个再电离时代平均逃逸分数 <5% 的情况下匹配观测约束，前提是：i) 星系在再电离前一直形成恒星至原子冷却极限，且在再电离期间/之后光抑制质量为 log(M_h/Msol)~9（-13<M_UV,lim<-11）；ii) 星系在更高红移和更暗星等下成为更高效的电离光子产生者；iii) 在 z < 7 时 AGN 有显著但次主导的贡献。在该模型中，最暗的星系（M_UV>-15）主导了电离发射率，导致再电离开始更早，且电离体积填充分数的演化比假设所有红移和光度下单一逃逸分数的模型更平滑。该模型的电离发射率与 z=4-5（及外推得到的更低红移处）的观测一致，而一些假设单一逃逸分数的模型则不然。我们预测的 z=7 处电离体积填充分数 Q_HII=78%（±8%）与 z~7 处 Lya 发射体的观测以及两个已知 z>7 类星体的阻尼翼分析存在约 1-2 倍标准差的张力，后者倾向于 Q_HII,z=7~40-50%。