评估类星体对宇宙黎明时期21厘米信号的贡献

即将建成的射电干涉仪平方公里阵列（SKA）有望直接探测到宇宙黎明时期中性氢的红移21厘米信号。中性星系际介质X射线加热产生的温度涨落可主导该时期21厘米信号的涨落。这种加热取决于X射线源的丰度、成团性及其性质，而这些目前仍高度不确定。我们展示了一套三个新的大体积（边长349 Mpc）、完全数值化的辐射转移模拟，其中包含类星体源，扩展了Ross等人（2017）先前的工作。结果表明，我们的类星体对加热预算贡献不大，却显著影响了21厘米信号。起初，由有偏置的类星体源加热在较大尺度上增强了功率谱，随后在所有尺度上减小。对应于SKA1-Low在相应红移下分辨率的21厘米信号图像涨落远高于深积分的预期噪声，表明对所考虑的所有X射线源模型成像都是可行的。类星体最显著的贡献是使信号的非高斯性急剧增加，这由21厘米概率分布函数的偏度和峰度衡量。然而，在莱曼-α（Lyman-α）晚期饱和的情况下，这种非高斯性可能急剧降低，特别是当加热发生较早时。我们得出结论：只要莱曼-α饱和发生在加热主导21厘米信号之前，非高斯性的增强是这一时期稀有X射线源一个有希望的特征。