论常用于模拟再电离的基于矩的辐射转移方法的精度

再电离宇宙学模拟常通过求解强度场的单极与偶极并对方差矩作假设以闭合方程组来处理辐射转移。我们研究最常用闭合方法即Eddington张量选择的精度。我们认为这些算法最易在再电离后出错,并研究模拟这些情形的准解析测试问题:大尺度再电离后电离背景涨落与含离散吸收体的主导电离介质中的辐射转移。我们表明,在固定背景光致电离率时,OTVET与M1会过度电离自屏蔽吸收体,导致高30-40%的发射率以平衡增加的复合。该过度电离致使以这些算法运行的模拟在给定电离发射率下,相对于真实值具有约2倍低的平均星系际光致电离率。此外,这些算法不太可能再现低于光子平均自由程尺度的电离背景涨落:当模拟盒子小于平均自由程两倍时OTVET倾向于高估此间涨落,否则低估,而M1急剧低估这些涨落。因此,这些数值方法很可能不足以精确解释再电离后观测到的Ly$\alpha$森林不透明度涨落。我们表明,需追踪大量角方向才能用射线追踪代码精确捕捉再电离后电离背景涨落。最后,我们认为许多模拟中发现再电离后电离背景对约化光速值的强依赖,意味着此类模拟中电离光子平均自由程比观测测量值大数倍。