晚期再电离模型中弥漫星系际介质产生强 21 厘米森林吸收体的可探测性

再电离在红移 $z\simeq 5.3$ 处晚期结束，与观测到的 Ly$\alpha$ 森林透射的空间变化以及 $z=5.5$ 处延展 Ly$\alpha$ 吸收槽周围 Ly$\alpha$ 发射星系的缺失相一致。在该模型中，中性氢的大尺度孤岛应在弥漫星系际介质（IGM）中持续存在至 $z\simeq 6$。我们采用一种新颖的混合方法，将高分辨率宇宙学流体动力学模拟与辐射转移相结合，以预测这些晚期再电离模型中来自弥漫 IGM、光学深度 $\tau_{21}>10^{-2}$ 的强 21 cm 森林吸收体的出现率。我们包含了红移空间畸变对模拟 21 cm 森林谱的影响，并将软 X 射线对再电离前 IGM 加热的高度不确定性作为自由参数处理。对于一个仅有适度 IGM 预加热的模型，使得弥漫 IGM 中的平均气体动力学温度保持在 $T_{\rm K}\simeq 10^{2} \rm\, K$ 以下，我们发现强 21 cm 森林吸收线应持续至 $z=6$。对于约 $10$ 个足够射电明亮的背景源样本，利用 SKA1-low 或可能的 LOFAR 在 $z\simeq 6$ 处对 21 cm 森林吸收体的零探测，应能提供对高红移处仍基本未受约束的软 X 射线背景和再电离前 IGM 温度的一个有信息量的下限。