介质中间体的光离子相态

我们发展了一种高效的方法，研究了重联历史对低密度极限下（密度小于5）的星际介质温度-密度关系的影响。我们将其应用于研究，其中离子化 flux 的幅值、光谱和起始时刻以及宇宙学被系统性地变化。我们发现，在z=2-4时，均匀重联模型的平均温度-密度关系可被幂律方程状态很好地近似。我们推导了其演化的解析表达式，并展示了其渐近行为：发现对于足够早的重联，重联历史在z=10之前的痕迹会被抹平。在此极限下，星际介质在平均密度处的温度与(\Omega_b h/\sqrt\Omega_0)^{1/1.7}成正比。虽然只要宇宙在z=5前重联，离子化频率振幅对温度-密度关系的影响很小，但通过氦种丰度的变化，光谱可使整体温度约改变20%。然而，我们研究的所有重联模型中，均发现平均方程状态的斜率落在狭窄的范围内，其中重联发生在z=5之前。在讨论这些发现对Lyman-alpha森林观测性质的影响时，我们指出，由于对我们宇宙重联历史的不确定性，星际介质温度的不确定性会在列密度分布幅值上引入30%的比例变化，而分布的斜率仅受约5%的影响。最后，我们讨论了波动离子化场如何影响上述结果。我们认为在...