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再电离时期来自 21 厘米层析的中性岛统计

星系天体物理 2019-09-23 v2 宇宙学与河外天体物理

摘要

我们展示了在红移 21 厘米信号层析观测中通过识别剩余中性区域(称为岛)来提取再电离时期信息的前景。使用模拟数据集,我们表明在晚期 21 厘米功率谱对再电离过程的细节相当不敏感,但中性岛的性质可以区分不同的再电离情景。我们将这些岛的性质与电离气泡的性质进行比较。在相等的体积填充分数下,中性岛往往数量更少但比电离气泡更大。此外,发现中性岛的尺寸分布演化比电离气泡更慢,并且它们的渗流行为也有显著差异。尽管中性岛相对稀少,但由于其较大的尺寸以及较低红移下较低的噪声水平,它们将更容易用平方公里阵列低频部分(SKA-Low)在观测中识别。发现再电离后期中性岛的尺寸分布依赖于源的性质,例如源的电离效率和最小质量。我们发现穿过中性区域的最长视线在非常后期(90-95% 再电离)仍超过 100 共动 Mpc,这可能与类星体 ULAS J0148+0600 光谱中 z=5.65.8z=5.6-5.8 处的长吸收槽有关。

关键词

引用

@article{arxiv.1903.01294,
  title  = {Neutral island statistics during reionization from 21-cm tomography},
  author = {Sambit K. Giri and Garrelt Mellema and Thomas Aldheimer and Keri L. Dixon and Ilian T. Iliev},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1903.01294},
  year   = {2019}
}

备注

18 pages, 13 figures, published in MNRAS