光度学 IGM 层析成像：利用深窄带成像高效绘制类星体光回声

在标准图景中，发光类星体活动的爆发与超大质量黑洞（SMBH）的增长直接相关。类星体一生中发出的电离辐射改变了周围星系际介质（IGM）的电离状态，增强了 Ly$\alpha$ 森林的透射率——即所谓的邻近效应——这可在背景源的吸收光谱中观测到。由于光速有限，邻近效应的横向方向对类星体的辐射历史敏感，产生编码了 SMBH 在 Myr 时间尺度上增长历史的“光回声”。在本文中，我们引入一种利用 Ly$\alpha$ 森林层析成像、通过精心挑选的一对窄带滤光片光度学绘制该类星体光回声的新技术。前景窄带滤光片用于测量沿背景星系的 Ly$\alpha$ 森林透射率，这些背景星系由背景窄带滤光片选为 Ly$\alpha$ 发射体。这种新颖的双窄带层析技术利用成像相较光谱更高的吞吐量与更宽的视场，高效重建类星体周围 Ly$\alpha$ 森林透射率的二维地图。我们提出一个完全贝叶斯框架，用于从光度学 IGM 层析成像测量 SMBH 的发光类星体寿命，并考察观测需求。这一新技术提供了一种以适中观测时间高效绘制大片天区、并识别值得进一步深度 3D 后续光谱 Ly$\alpha$ 森林层析观测的有趣区域的策略。