对 HeII 横向邻近效应的建模：对类星体寿命与遮蔽的约束

HeII 横向邻近效应——由前景类星体的电离辐射引起的背景视线方向上 HeII Ly{\alpha} 透射的增强——为探测类星体的发射特性提供了独特的机会，特别是其发射几何（遮蔽、束射）以及类星体寿命。基于 Schmidt+2017 发表的前景类星体巡天，我们提出了一个 HeII 横向邻近效应的详细模型，该模型专门设计以包含光传播时间效应、有限的类星体年龄以及类星体遮蔽。我们对宇宙学流体动力学模拟的输出结果进行后处理，采用涨落的 HeII UV 背景模型，并叠加了单个明亮前景类星体的辐射效应。我们改变前景类星体的年龄 $t_\mathrm{age}$ 和遮蔽天空分数 $\Omega_\mathrm{obsc}$，并探讨其对 HeII 横向邻近效应信号的影响。IGM 密度和 UV 背景的涨落，以及前景类星体未知的取向，导致背景视线方向上 HeII Ly{\alpha} 透射具有较大的方差。我们发展了一套完全的贝叶斯统计形式，将背景类星体的远紫外 HeII Ly{\alpha} 透射光谱与我们的模型进行比较，并提取了 Schmidt+2017 中具有最高隐含 HeII 光电离率的六个前景类星体的 $t_\mathrm{age}$ 和 $\Omega_\mathrm{obsc}$ 的联合约束。我们的分析表明类星体发射特性呈双峰分布，其中一个与强 HeII 透射尖峰相关的前景类星体相对较老 $(22\,\mathrm{Myr})$ 且未被遮蔽 $\Omega_\mathrm{obsc}<35\%$，而另外三个要么比 $(10\,\mathrm{Myr})$ 更年轻，要么被高度遮蔽 $(\Omega_\mathrm{obsc}>70\%)$。