莱曼-α 森林的对数正态半数值模拟：与全流体动力学模拟的比较

对遥远类星体光谱中莱曼-α（Lyα）森林的观测使我们能够在较小尺度上探测物质功率谱。随着若干即将开展的巡天，预期数据的数量与质量将成倍提升，因此开发高效的模拟以正向建模这些数据集成为了重要任务。其中一种半数值方法基于这样的假设：星系际介质（IGM）中的重子密度服从对数正态分布。在本工作中，我们通过与高分辨率 Sherwood SPH 模拟比较，检验了 Lyα 森林对数正态模型在恢复一组 IGM 参数时的稳健性。我们利用马尔可夫链蒙特卡洛（MCMC）参数估计技术，研究了在 $z \sim 2.5$ 时参数 $T_0$（平均密度 IGM 的温度）、$\gamma$（温度-密度关系斜率）和 $\Gamma_{12}$（氢光电离率）的恢复情况。使用三种通量统计量——概率分布、平均通量与功率谱，SPH 模拟所隐含的全部三个参数 $T_0$、$\gamma$ 和 $\Gamma_{12}$ 的值均在其中位（最佳拟合）值的 $1 - \sigma$（分别约 9%、4% 和 1%）范围内恢复。我们在不同的重子平滑滤波器、信噪比、盒子尺寸与分辨率以及数据种子下验证了结果的有效性，并确认对数正态模型可作为在 $z \sim 2.5$ 建模 Lyα 透射通量的有效工具。