高红移星系际电离背景的大尺度涨落

最近的观测表明，在 z > 5 时，莱曼阿尔法森林的同代段落之间不透明度的散布迅速增加。在本文中，我们评估这种大散布是否可以由后再电离星系际介质中电离背景的涨落来解释。我们发现，在 z ~ 5.5 匹配观测散布需要空间平均平均自由程 < 15 comoving Mpc/h，比 z ~ 5.2 的直接测量短 > 3 倍。我们认为，平均自由程如此快速的演化很难与我们测量的全球 H I 光电离率相协调，后者在 z ~ 4.8 - 5.5 间隔内保持近似恒定。然而，我们也表明，在 z > 5 对平均自由程的测量很可能因类星体邻近效应而偏向较高值。这种偏差可以调和解释不透明度大散布所需的平均自由程的短值。我们讨论了这一情景对宇宙学再电离的启示。最后，我们研究应用于 z > 5 莱曼阿尔法森林的其他统计量是否能阐明散布的起源。与具有均匀电离背景的模型相比，成功解释散布的模型导致在 k < 0.1 h/Mpc 尺度上视线流量功率谱的功率增强。我们在高红移莱曼阿尔法森林的观测中发现这种增强的初步证据。