高红移类星体近区中的再电离偏差
天体物理学
2015-05-13 v1
摘要
高红移类星体的吸收光谱显示出朝向 z~6 越来越厚的 Ly-alpha 森林。然而，对这些光谱的解释变得复杂，因为当中性氢分数超过 10^-4 时，Ly-alpha 光深已经很大，而且类星体预计位于星际介质（IGM）的稠密区域。我们提出了一个适用于高红移类星体周围稠密、偏差区域以及 IGM 中更典型区域的 IGM 电离态演化模型，并将其与数值辐射转移模拟相结合。我们的模型能够同时重现 4<z<6 处观测到的 Ly-alpha 森林不透明度、z~4 处的电离光子平均自由程，以及 5.8<z<6.4 处高红移类星体周围高度电离近区尺寸的快速演化。我们发现，在距离高红移类星体 5 物理 Mpc 范围内，IGM 电离态的演化比更典型区域提前约 0.3 个红移单位。更重要的是，当与重叠后不久预期的电离光子平均自由程快速增加相结合时，这种偏移导致类星体附近的电离背景超出 IGM 其余部分的值约 2-3 倍。我们进一步发现，在再电离的重叠后阶段，观测到的类星体近区尺寸并不直接对 IGM 的中性氢分数敏感。相反，这些尺寸探测的是背景电离率和周围 IGM 的温度水平。因此，5.8<z<6.4 处观测到的类星体近区尺寸的快速演化可以通过电离背景的快速演化来解释，而在我们的模型中，这是由再电离结束时 6<z<7 的重叠完成所导致的。
引用
@article{arxiv.0708.1788,
title = {Reionization Bias in High Redshift Quasar Near-Zones},
author = {Stuart Wyithe and James Bolton and Martin Haehnelt},
journal= {arXiv preprint arXiv:0708.1788},
year = {2015}
}
备注
16 Pages, 9 figures. Submitted for publication to MNRAS