不同再电离情形下高红移小尺度莱曼α结构的收敛性

红移 $z>5$ 的莱曼α森林（LAF）探测了星系际介质（IGM）的热历史与再电离历史以及暗物质的性质，但其解释需要与宇宙学流体动力学模拟进行比较。在高 $z$ 下，这些模拟的收敛性要求更为严苛，因为透射主要由难以分辨的欠密度空洞主导。随着再电离在较晚结束的证据不断增加，由于压力平滑影响气体所需的时间减少，低至亚千秒差距尺度的微小结构可能比传统认为的存活到更晚的时期，进一步收紧了模拟分辨率要求。我们使用欧拉宇宙学流体动力学代码 Nyx 进行了一系列模拟，空间域尺寸为 1.25-10 $h^{-1}$ Mpc、网格单元为 5-80 $h^{-1}$ kpc，并探索了这些变量与再电离时刻在 $z=5.5$ 处物质分布性质和模拟 LAF 上的相互作用。在可观测的莱曼α功率上，$k< 0.1$ s/km 范围内实现了 10% 内的收敛，但更大的 $k$ 显示出高达 20% 的偏差。虽然较晚的再电离在密度场中保留了更多小尺度结构，但由于更大的热展宽，早期（$z=9$）与较晚（$z=6$）再电离之间 LAF 功率的收敛性差异很小。我们得出结论：在 $z\sim5.5$ 时，对于 $k<0.1$ s/km 的 LAF 功率收敛需要 10 kpc 的分辨率，而更高 $k$ 模式需要更高分辨率，并且在真实光加热下再电离时刻对收敛性没有显著影响。