高红移射电星系：21厘米涨落的一个潜在新源

射电源预期形成于高红移，在低频率产生高于宇宙微波背景（CMB）的过剩辐射背景。它们对中性氢红移21厘米信号的影响通常被忽略，因为假定相关背景很小。近来，高于 CMB 水平的过剩射电背景被提出作为 EDGES 合作组报道的红移 $z\sim 17$ 处异常强21厘米信号的可能解释之一。因此，平滑且极强的过剩射电背景对天空平均（全局）21厘米信号及其涨落的影响已被考虑。此处我们计入由高红移星系族产生的射电背景的非均匀性，并展示它向已知的密度、速度、Ly-${\alpha}$ 耦合、加热和再电离贡献增添了一类新的21厘米涨落。我们发现，即便具有中等增强射电效率（与 EDGES 结果无关）的高红移星系族，在弱 X 射线加热的模型中也能对21厘米功率谱和全局信号有显著影响。对能解释 EDGES 数据的模型，我们进行了大参数巡天以探索其特征。我们展示在此类模型中，$z\sim 17$ 处的21厘米功率谱相比仅 CMB 的标准情形增强达两个数量级，且功率谱的形状和时间演化被射电涨落显著改变。这些涨落在即将到来的射电干涉仪可及范围之内。我们还发现这些模型可被当前和未来的射电源观测显著约束。