利用光学间星际介质测绘宇宙重联后期中中性岛屿
星系天体物理
2025-11-26 v2 天体物理仪器与方法
摘要
在重联时代，第一代发射源向宇宙释放的离子化光子几乎完全 ionized 了间星际介质 (IGM) 中的气体。离子化气泡的扩张以及 IGM 中中性岛屿的持久性，蕴含着理解宇宙重联形貌与时间线的关键线索。我们探索了利用深层窄带 (NB) 成像观测 Lyman- 林克氏谱系透射度，以 Subaru/Hyper-Suprime Cam (HSC) 为背景星系提供的光学 IGM 测绘潜力。基于我们的模拟，我们发现当前可用的 NB 滤镜适用于在 处的 IGM 测绘，对应于重联后期的阶段。我们的发现表明，需要约 500 颗背景星系才能准确重建大于 200 Mpc 尺度的 IGM，实现与真实分布相关性超过 40%。该技术可帮助检测长度超过 20 Mpc 的剩余中性岛屿。采用构建于识别噪声图像数据中物理模式的超像素方法，我们发现中性岛屿大小分布可达约 0.3 dex 的精度。此外，我们证明这些重建的地图与星系分布相关，并与 IGM 中中性氢的宇宙 21-cm 信号呈反相关。最后，我们发现这些重建的地图与宇宙微波背景辐射的局部光学深度呈反相关。因此，可采用多项测量来确认重联后期中性岛屿的检测。
引用
@article{arxiv.2505.06350,
title = {Mapping neutral islands during end stages of reionization with photometric intergalactic medium tomography},
author = {Sambit K. Giri and Koki Kakiichi and Michele Bianco and P. Daniel Meerburg},
journal= {arXiv preprint arXiv:2505.06350},
year = {2025}
}
备注
18 pages, 13 figures. Accepted for publication in MNRAS