Ly$\alpha$ 泄漏与再电离

红移 $z\simeq6$ 处的类星体 (QSO) 的 Ly$\alpha$ 吸收光谱显示出完全 Gunn-Peterson 吸收谷（暗隙），其间夹杂着微小的泄漏。暗隙源自中性氢密度高到足以产生近乎饱和吸收的星系际介质 (IGM)，然而透射泄漏的来源目前尚不清楚。我们利用半解析模拟证明，泄漏可能源自 IGM 中密度最低的空洞以及电离源周围的电离斑块。如果泄漏产生于密度最低的空洞，则 IGM 可能已经高度电离，且电离背景应几乎均匀；相反，如果泄漏来自电离斑块，则 IGM 的中性分数仍然很高，且电离背景显著不均匀。因此，泄漏的起源对于确定电离光子背景从不均匀到均匀转变的时期至关重要。我们表明，可以通过泄漏的统计特征来研究其起源。实际上，Ly$\alpha$ 泄漏可以通过等效宽度 $W$ 和半面积全宽 $W_{\rm H}$ 很好地定义和描述，这两者受仪器分辨率和噪声的污染较小。研究发现，Ly$\alpha$ 泄漏的 $W$ 和 $W_{\rm H}$ 分布对电离背景的建模非常敏感。我们考虑了四种具有代表性的再电离模型。结论是，泄漏统计量为探测 $z\simeq5-6.5$ 时期再电离的演化历史提供了一种有效工具。类似的统计方法也适用于 $z \simeq 3$ 时的 He II 再电离 (摘要节选)