类星体对再电离贡献的适中难题

在 $z \gtrsim 4$ 处探测到数量出乎意料之多的暗弱类星体（QSO）候选体，促使 Madau 和 Haardt 研究了一种再电离情景，其中活动星系核始终主导光子预算。他们的解析研究表明，该图像与星系际介质（IGM）中 HI 体积分数的演化以及宇宙微波背景的汤姆孙散射光深一致。我们采用一套经辐射转移代码后处理的流体动力学模拟，进一步研究此类再电离历史的性质。特别地，我们生成了 HI 与 HeII 的合成吸收线谱，并与观测数据比较。尽管我们确认了上述解析结果，但也发现 IGM 温度的演化与 HeII 光深同当前观测约束不符。然而，QSO 主导的情景具有一个吸引人的特征：它自然产生不均匀的 IGM，从而在 HI 有效光深分布函数的高值端生成延展的尾部，与近期观测一致。我们发现初步证据表明，考虑红移 $z \gtrsim 5$ 处的部分 QSO 发射可调和此类观测与迄今未能重现该特征的数值模拟之间的矛盾。最后，我们表明在 $z \gtrsim 3$ 处收集更多 HeII 吸收谱并研究其独特特征，将是精确约束 QSO 对再电离贡献的关键。