约束星系与活动星系核对宇宙再电离的贡献

理解宇宙再电离的详细过程是天体物理与宇宙学遗留问题之一。本文构建了一个包含高红移星系与活动星系核(AGN)贡献的宇宙再电离模型，并利用该模型计算了再电离与热历史。为使模型通用且符合实际，我们在观测到的宇宙恒星形成历史与$z \leq 6$处观测到的亮端紫外光度函数的约束下，改变电离光子的逃逸分数$f_{\rm esc}$以及高红移AGN光度函数的暗端斜率$\alpha_{\rm hz}$。此外，我们模拟了依赖于爱丁顿比率和黑洞质量的AGN光谱能量分布(SED)。通过将计算得到的再电离历史与观测到的\ion{H}{i}比例以及Planck给出的汤姆孙散射光深进行比较，我们发现当采用Giallongo等人得到的亮端光度函数时，倾向于$\alpha_{\rm hz} > -1.5$且$f_{\rm esc} < 0.15$。我们的结果表明，仅当高红移星系的贡献几乎可忽略时，才允许存在如Giallongo等人估计的那样丰度的大暗弱AGN主导的模型，而星系主导的模型也是允许的。我们还发现SED的形状对热历史有显著影响。因此，期望对星系际介质(IGM)热状态的测量能提供关于电离源性质的有用信息。