在真实宇宙学环境中以自洽光变曲线模拟类星体邻近区

我们在一个包含自洽类星体形成模型和真实 IGM 环境的模拟中研究类星体邻近区。类星体宿主暗物质晕在 $z=6$ 时为 $10^{13}\ M_{\mathrm{\odot}}$，比以往工作中研究的典型暗物质晕质量更大。在 $6<z<7.5$ 之间，类星体光度快速变化，平均星等为 $M_{UV,mean}=-24.8$，涨落可达两个数量级。利用该光变曲线对类星体周围的致密环境进行后处理，我们发现邻近区尺度（$R_{p}$）介于 $0.5-5$ pMpc 之间。我们表明，光变曲线变异性引起的 $R_{p}$ 弥散程度与密度涨落引起的相当，二者均导致约 $0.3$ pMpc 的标准偏差。 $R_{p}$ 紧密追踪光变曲线涨落但具有 $\sim 10^4\ \mathrm{yr}$ 的时间延迟，打破了 $R_{p}$ 与同时期 $M_{UV}$ 之间的对应关系。这也表明，在宇宙再电离后期，我们只能从 $R_{p}$ 推断过去 $\sim 10^4$ 年而非累积寿命内的类星体活动。与可变光变曲线相比，恒定光变曲线在暗端（$M_{UV}\sim -23.5$）低估 $R_{p}$ 达 13%，在亮端（$M_{UV}\sim -26$）高估 $R_{p}$ 达 30%。通过计算多个类星体产生的 $R_{p}$，我们表明可变光变曲线比灯泡模型预测更宽的 $R_{p}$ 分布，并轻易解释已观测到的极小 $R_{p}$ 值。