恒星形成效率中的散粒噪声与散射作为 21 厘米涨落的来源

来自宇宙黎明和再电离时期（EoR）的 21 厘米信号探测高红移星系群体的特征。由于缺少观测，高红移星系的许多天体物理性质目前尚未被约束。这创造了一个广阔的可能天体物理情景空间，需要对 21 厘米信号进行建模以规划并最终拟合未来的观测。这是通过快速数值方法完成的，其对底层物理过程做了简化近似。在本工作中，我们量化了泊松涨落和恒星形成效率中的散射的影响；虽然泊松涨落在一些工作中被包含而在另一些中没有，但恒星形成效率中的散射通常被忽略，且给定质量的所有星系被假定具有相同的性质。我们表明，这两个特征都可能对 21 厘米功率谱产生显著影响，最重要的是在信号由大质量星系主导的情景中。恒星形成效率中的散射并不简单地增强泊松涨落的影响；例如我们表明，宇宙黎明处的功率谱形状具有一个对应于星系亮度分布宽度的特征。我们还讨论了 21 厘米成像的一些后果，以及密度场与辐射场之间相关性降低的印记。