再电离末期存在高度不透明大尺度星系空洞的证据

我们提出证据表明，在$z\sim5.7$处的一个高有效莱曼$\alpha$光深区域与宇宙再电离尾端的一个低密度区域相关联。我们使用昴星团望远镜Hyper Suprime-Cam在$z=5.98$类星体J0148+0600的视场中对莱曼断裂星系（LBGs）进行了巡天，该类星体的光谱在$5.5\le z\le 5.9$范围内呈现出一个异常长（$\sim160 \mathrm{cMpc}$）且不透明（$\tau \gtrsim7$）的莱曼$\alpha$吸收槽。LBG候选体被选为位于该吸收槽的红移范围内，并测量了在类星体视线方向90 cMpc内的投影数密度。类星体位置$8'$（或$\approx 19~\mathrm{cMpc}$）以内的区域是整个视场中最欠密的。该空洞存在的显著性估计为$99\%$。这与Becker等人报告的$z=5.72$处莱曼$\alpha$发射体（LAEs）的显著缺失一致，并表明LAEs的稀少并非纯粹由于高不透明度移除了莱曼$\alpha$发射，而是反映了在整个吸收槽红移范围内星系的真实相干低密度。这些观测与以下场景一致：大的光深涨落源于星系主导的紫外背景的涨落，或源于再电离在低至$z\lesssim5.5$的红移处完成时所预期的残余中性岛。