再电离时期辐射诱导的大尺度结构:自相关函数
天体物理学
2009-11-13 v1
摘要
再电离时期由辐射作用于中性氢所产生的结构,原则上不同于由初始微小扰动的引力增长所产生的结构。我们利用高分辨率宇宙学辐射转移探讨了这两种机制之间的差异。我们的计算使用了一种蒙特卡洛代码,该代码直接穿过 SPH 核进行光线追踪而无需网格,从而保留了底层流体动力学模拟的高空间分辨率。由于第一批辐射源的性质尚不确定,我们模拟了具有不同源属性和复合物理的一系列模型。我们考察了这些模型中中性氢分布的形态和再电离历史。我们发现,在固定的平均中性分数下,结构在视觉上受源光度下限存在的影响最大,其次是星系质光比,而受复合速率和质量涨落幅度变化的影响最小。我们专注于中性氢的自相关函数 xi_HI(r),将其作为辐射诱导结构 (RIS) 的基本定量度量。我们测试的所有模型都表现出一种特征行为:xi_HI(r) 最初相对于物质相关函数呈线性反偏置,当宇宙电离度约为 10-20% 时,达到最小偏置因子 b~0.5。此后,xi_HI(r) 的振幅迅速增加,超过物质相关函数。它保持幂律形状,但显著变平,达到渐近对数斜率 gamma ~-0.5。在短暂的红色移区间 Deltaz ~ 2-3 内,HI 涨落的增长率比引力增长快指数倍。
引用
@article{arxiv.0709.2362,
title = {Radiation-induced large-scale structure during the reionization epoch: the autocorrelation function},
author = {Rupert A. C. Croft and Gabriel Altay},
journal= {arXiv preprint arXiv:0709.2362},
year = {2009}
}
评论
21 pages, 20 figures, ApJ submitted