利用 SKA 探测小尺度功率谱的增强

复合化过程由处于virial温度 $T_{\rm vir} \gtrsim 10^4$ K 的矮星系中的离子化光子驱动，而温度 $T_{\rm vir}\lesssim 10^4$ K 的迷你星系则消耗离子化光子，对复合化产生负贡献。由于离子化源与迷你星系具有不同的聚类特性，不仅复合化历史，还包括离子化场的形态，对小尺度功率谱高度敏感。如果小尺度功率谱相对于标准六参数 $\Lambda$CDM 模型进行增强，那么离子化光子的源与汇都会得到放大，其净影响取决于二者的竞争关系。因此，能够探测离子化场形态的21 cm 信号将成为探测小尺度功率谱的有力工具。我们以Cielo等（2025）提出的功率谱（C25）为演示案例，研究小尺度功率谱增强对离子化场和21 cm 信号的影响。我们发现，即便在高红移星系的UV亮度函数和复合化历史受到约束的情况下，C25模型下的21 cm 功率谱和气泡尺寸分布仍可能与标准 $\Lambda$CDM 模型存在显著差异。即将到来的SKA-low AA*望远镜，以及进一步的成像望远镜，具有更深入地探测小尺度功率谱的潜力。