较明亮的星系使宇宙再电离

宇宙中的氢在红移 $z \approx 10$ 到 $z \approx 6$ 之间被（再）电离。电离辐射源的性质存在激烈争论，低于当前探测极限的暗弱星系被视为主要候选。在此我们考虑这样一种情形：电离光子通过星暴驱动的外流在星际介质中穿凿出的通道逃逸。我们考虑到强外流仅在恒星形成密度足够高时发生的观测事实，并基于 EAGLE 宇宙学流体动力学模拟中分辨出的恒星形成面密度，估算了星系平均逃逸分数作为红移和光度的函数。我们发现，从星系逃逸的电离光子比例随红移快速增加，在 $z > 6$ 时达到 5-20%，且较亮星系具有更高的逃逸分数。将逃逸分数对光度和红移的依赖性结合观测光度函数，我们证明星系发射了足够的电离光子，既符合现有的再电离约束，又符合再电离后观测到的紫外背景。我们的研究结果表明，当前哈勃空间望远镜探测极限以上的星系发射了再电离宇宙所需电离辐射的一半。