暗时代再电离与星系形成模拟 XVI：再电离的热记忆

星系际介质温度是探测再电离时期的有力工具，因为再电离本身结束后信息仍会长期保留。然而，平均温度与再电离的时序、该时期注入的热量多少以及随后的冷却速率高度简并。我们对一套半解析星系形成模型进行后处理，以刻画星系际介质的不同热统计量如何用于约束再电离。在气体被加热后的一段时间内，温度与再电离的红移高度相关。但随着气体冷却，再电离的热记忆丧失，并形成幂律温度—密度关系，$T = T_0(1+\delta)^{1-\gamma}$，其中 $\gamma \approx 1.5$。将我们的模型约束于平均密度处电子光学深度与温度的观测，我们发现再电离很可能于 $z_{\rm{reion}} = 6.8 ^{+ 0.5} _{-0.8}$ 结束，其软谱斜率为 $\alpha = 2.8 ^{+ 1.2} _{-1.0}$。通过将谱斜率限制在由星族 II 合成模型所支持的 $[0.5,2.5]$ 范围内，再电离时序被进一步约束为 $z_{\rm{reion}} = 6.9 ^{+ 0.4} _{-0.5}$。我们发现，未来可利用温度的弥散与积分热历史来打破再电离时序与背景谱之间的简并。