重化时代对 Lyman-alpha 星系调查的影响

寻找 Lyman-alpha 辐射线是识别高红移星系最有效的方法之一，因其不仅探测星系本身，还探测星系间星际介质 (IGM) 的电离状态。观测到的线强度取决于每颗光子在遇到中性气体前能红移到线中心的距离，从而取决于 HII 区域的尺寸分布。本文采用该尺寸分布的解析模型，研究重化时代对 Lyman-alpha 星系光度函数及其观测空间分布的影响。我们的模型包含了高红移星系的聚类，从而包含远超单个星系预期 HII 区域大小的 ionized 气泡。结果表明，Lyman-alpha 星系在重化早期仍可被观测到：当均值电离分数下降至 x_i~0.75 (或 0.5) 时，计数数仅下降约为 2 (或 10) 倍。此外，吸收并非全天均匀：星系仅在位于大型气泡内时才可被观测到，随着 x_i 减小，这类大型气泡变得日益稀少。因此，尺寸分布也影响 Lyman-alpha 选取星系的 apparent 聚类。在大尺度上，聚类呈现大型气泡的特征，这些气泡在本模型中比星系本身更具偏好性。在小尺度上，随着 x_i 减小，聚类迅速增大，因为大型 HII 区域环绕强星系过度区域，使得调查自动只选取那些有邻居的星系。两者之间的转换发生在特征气泡尺度上。因此，大型 Lyman-alpha 星系调查有望直接测量重化时期 HII 区域的尺寸分布。