再电离对宇宙结构形成的影响

我利用宇宙再电离的模拟来量化光电离对低质量天体中气体比例的影响，特别是气体比例相对于宇宙平均值降低的特征质量尺度。我表明，这个特征尺度可以比线性理论金斯质量低一个数量级，并且即使在高过密度下定义金斯质量，它也无法追踪这种特征抑制质量的演化。相反，滤波质量（对应于线性扰动理论中重子扰动被平滑的尺度）对特征质量尺度提供了非常好的拟合。因此，再电离对线性和非线性区域结构形成的影响似乎都由一个单一的特征尺度——重子扰动的滤波尺度——来描述。与金斯质量不同，滤波质量取决于气体的完整热历史，而不是声速的瞬时值，因此它考虑了在膨胀宇宙中压力影响气体分布所需的有限时间。除了特征抑制质量，我还研究了在所有具有相同总质量的天体中找到具有给定气体质量的天体的概率分布的完整形状，并表明数值结果可以用一个仅依赖于滤波质量的简单拟合公式来描述。这种概率分布的简单描述可能对早期宇宙结构形成的半解析建模有用。