再电离时期的全局历史

使用贝叶斯框架，我们量化了当前观测对再电离时期（EoR）历史的含义。我们采用了一个流行的三参数 EoR 模型，其灵活性足以容纳大范围物理上合理的再电离历史。我们研究了各种 EoR 观测的影响：(i) Planck 2016 测量的 CMB 光学深度；(ii) 莱曼 $\alpha$ 和 $\beta$ 森林中的暗分数；(iii) 星系 Ly$\alpha$ 发射的红移演化（所谓“Ly$\alpha$ 分数”）；(iv) Ly$\alpha$ 发射体的成团性；(v) QSO ULASJ1120+0641 光谱中的 IGM 阻尼翼印记；(vi) 以及斑块状动力学 Sunyaev-Zel'dovich 信号。综合来看，(i) 和 (ii) 已对再电离历史施加了有趣的限制，对应于平均中性分数为 (75, 50, 25) 百分比的纪元，在 1$\sigma$ 下被限制为 $z= (9.21\substack{+1.22 -1.15}, 8.14\substack{+1.08 -1.00}, 7.26\substack{+1.13 -0.96})$。纳入更多依赖于模型的 EoR 观测 [(iii--vi)]，将这些限制加强了数十个百分点，代价是最佳拟合模型似然的降低，这主要由 (iii) 驱动。最紧的限制来自 (v)。遗憾的是，当前没有观测集足以打破简并并限制天体物理 EoR 参数。然而，对 EoR 参数本身依赖于模型的先验可通过排除具有强简并的参数空间区域来设定严格限制。受近期对 $z\sim7$ 暗弱透镜星系的观测启发，我们展示了宿主再电离星系的晕的维里温度的一个保守上限如何将电离光子的逃逸分数限制为 $f_{\rm esc} = 0.14\substack{+0.26 -0.09}$。