高红移Lyα透过流量起伏的对数泊松非高斯性

我们利用类星体吸收光谱的Lyα透过流量和协和ΛCDM宇宙的宇宙学流体动力学模拟，研究了红移z~5-6处IGM的非高斯特征。我们表明，中性氢质量密度场和Lyα透过流量涨落具有对数泊松层级所预测的所有非高斯特征，该层级仅依赖于两个无量纲参数β和γ，分别描述随机场的间歇性和奇异性。我们发现，从z=4.9到z=6.3的类星体Lyα透过流量的非高斯性可以通过流体动力学模拟样本很好地重建。尽管Gunn-Peterson光学深度及其方差在5-6的红移范围内经历了显著演化，但由β测量的间歇性在该范围内几乎与红移无关。更有趣的是，在红移5-6处，物理尺度0.1-1 h⁻¹Mpc上类星体吸收光谱的间歇性被发现与红移2-4处物理尺度1-10 h⁻¹Mpc上的间歇性大致相同。考虑到在z~5处金斯长度小于0.1 h⁻¹Mpc，在z~2处为1 h⁻¹Mpc，这些结果表明高红移和低红移的非线性演化将导致宇宙重子流体达到类似于充分发展湍流的状态。当前高红移类星体光谱数据的对数泊松高阶行为可以通过在所考虑的红移范围内均匀的UV背景来解释。我们还通过考虑非均匀背景研究了对数泊松非高斯性。通过几个简化的非均匀背景模型，我们发现非均匀背景对对数泊松非高斯性的影响不超过1-sigma。