结合星系形成半解析模型的再电离半数值模拟

在再电离的半数值模型中，电离分数的演化通过电离光子与重子数密度比判据进行近似模拟。本文将基于 Millennium II N 体模拟的星系形成半解析模型纳入再电离的半数值建模中。该半解析模型用于预测电离光子的产生，随后我们利用半数值方法对再电离过程进行建模。这种方法允许对再电离进行更细致的建模，并将低红移和高红移的星系观测与再电离历史联系起来。我们使用的星系形成模型旨在匹配低$z$观测，且能较好地拟合高红移光度函数，但其对恒星形成的预测低于观测值；我们发现该模型也低估了恒星电离光子产生率，因此若不考虑其他潜在的电离光子源，再电离无法在$z \sim 6$时完成。我们还考虑了对模型进行简单修正，采用更倾向于大质量恒星的初始质量函数 (IMF)，这使得再电离可在更早时期发生。引入半解析模型也可能影响再电离时期 (EoR) HI 区域的拓扑结构，且我们使用半解析模型模拟产生的中性区域比简单的基于晕的模型所生成的区域孔隙度更低。