基于 XQR-30+ Ly$\alpha$ 林谱数据的再电离化时序百分级推断：自洽隐式似然推断
宇宙学与河外天体物理
2024-12-03 v1 星系天体物理
摘要
赫尔曼-α（Lya）林谱来自 类鲨鱼的光谱，提供了对再电离化时期后期阶段的强大探针。近期涌现的精细数据集如 XQR-30 面临着难以再现观察到的 Lya 透射度大尺度波动的挑战。本文引入贝叶斯分析框架，对 IGM 大尺度光锥进行正向建模，并通过校准更高分辨率的流体动力学模拟来处理 Lya 透射度中未解析的亚结构。我们的模型直接将物理上直观的星系属性与相应的 IGM 演化相连接，无需调节"有效"参数或校正平均透射率。林谱数据结合 UV 亮度函数和 CMB 光学深度，可在本文信任模型中对全球 IGM 属性实现百分级精度。与其他许多工作不同，我们在未引入从 降至 5.5 的辐射耗尽快速下降的情况下恢复了林谱观测结果，这我们归因于对复合模型中亚网格复合率的建模。在本信任模型中，再电离化结束于 ，EoR 中点位于 。离子化逃逸率随星系亮度增加，表现出在固定 UV 幅度 Muv 时的温和红移演化。在 Muv~-12 以下的星系提供了一半以上的离子化光子，远低于包括 JWST 在内的光学/红外仪器的直接探测极限。我们还展示了另一种不允许离子化逃逸率随红移演化的星系模型的结果。尽管该模型因贝叶斯证据被明确排斥，其后验仍与我们信任模型的结果在定性上一致。我们警告说，关于早期 EoR 阶段以及哪些来源重新 ionized 了宇宙的结论更为模型依赖。
关键词
引用
@article{arxiv.2412.00799,
title = {Percent-level timing of reionization: self-consistent, implicit-likelihood inference from XQR-30+ Ly$\alpha$ forest data},
author = {Yuxiang Qin and Andrei Mesinger and David Prelogović and George Becker and Manuela Bischetti and Sarah E. I. Bosman and Frederick B. Davies and Valentina D'Odorico and Prakash Gaikwad and Martin G. Haehnelt and Laura Keating and Samuel Lai and Emma Ryan-Weber and Sindhu Satyavolu and Fabian Walter and Yongda Zhu},
journal= {arXiv preprint arXiv:2412.00799},
year = {2024}
}
备注
21 pages, 12 figures, 3 tables (submitted to PASA)