星系际介质对宇宙再电离期间莱曼α发射体可观测性的影响

我们系统研究了星系际介质（IGM）的不均匀性如何影响再电离纪元前后莱曼α发射体（LAE）的可观测性。我们重点关注星系附近的 IGM，因为该区域的详细电离分布和速度场会显著影响莱曼α光子从星系逃逸后在 IGM 中传播时与中性氢原子的散射。我们模拟了红移 z=7.7 时超过 100 个 LAE 在 z=0 观测者眼中的表面亮度（SB）图和光谱。为此，我们从尺寸为 5-30 Mpc/h 的宇宙学模拟中提取星系及其周围 IGM 的源性质，并使用 CRASH-alpha 追踪电离辐射和莱曼α辐射在 IGM 中的耦合辐射转移。我们发现模拟的 SB 轮廓是延展的，其详细结构受 IGM 不均匀性的影响，尤其是在高中性分数时。LAE 的可探测性以及观测到的流量比例在很大程度上取决于 SB 轮廓的形状和观测计划的 SB 阈值（SB_th）。只有超深观测（例如 SB_th ~ 10^-23 ergs/s/cm^2/arcsec^2）才能获得 LAE 真实的质光关系和光度函数。我们结果的细节取决于莱曼α光子在星系中是否显著红移、IGM 的平均电离分数以及电离源的成团性。这些效应可能导致莱曼α光子更容易逃逸，在 IGM 中散射较少，并形成类似于点源的集中 SB 轮廓。最后，我们表明，对于相同的 LAE 样本，在高电离分数时 SB 轮廓更陡，这可以通过大量 LAE 的叠加轮廓观测到。