通过快速射电暴约束氦II再电离探测的不确定性

背景。快速射电暴(FRBs)探测率的提升使得在不久的将来获得规模为 $\mathcal{O}(10^2)$ 至 $\mathcal{O}(10^3)$ 的样本成为可能。由于其河外起源,它们有助于我们理解氦再电离时期。目的。我们尝试通过观测 $z=3$ 至 $4$ 范围内的早期 FRBs 来识别氦II(HeII)再电离时期。方法。我们基于 HeII 再电离模型、大尺度结构中的密度涨落、宿主星系星际介质以及 FRB 局域环境贡献,建立了 FRB 色散量模型。将该模型与理想星系际介质(IGM)色散量模型拟合,以检验通过 FRB 测量统计约束 HeII 再电离的优度。结论。我们在两类情形下报告了研究结果:一是假设红移测量无不确定性时通过 FRBs 探测 HeII 再电离的精度,二是假设 FRBs 红移测量存在不同程度不确定性时的情形。我们表明,在第一种情况下,探测 $N\sim\mathcal{O} (10^2)$ 个 FRB 由拟合模型给出的不确定性为 $\sigma (z_{r, fit})\sim0.5$,而探测 $N\sim\mathcal{O} (10^3)$ 个给出的不确定性为 $\sigma (z_{r, fit})\sim0.1$。当假设红移不确定性水平为 $5-20\%$ 时,对于 $N\sim 100$ 情形 $\sigma (z_{r, fit})\sim0.5$ 变为 $0.6$,对于 $N \sim 1000$ 情形 $\sigma (z_{r, fit})\sim0.1$ 变为 $0.15$。