使宇宙再电离的暗晕

我们研究了由寄主经历恒星形成暴发星系的暗晕所导致的宇宙再电离。通过比较詹姆斯·韦伯空间望远镜（JWST）的最新结果与 $z\ge 6$ 处的宇宙学流体动力学模拟 EAGLE，我们发现暴发星系具有特定的恒星形成率 sSFR $>10^{-2}$ Myr$^{-1}$ 和星等 $M_{\rm UV}\leq -17$。它们大多数寄居在质量 $\sim 10^9$ M$_\odot$ 的暗晕中，部分位于更大质量的暗晕中。我们随后构建了逃逸分数模型，并发现一个在高质端具有平坦尾部的偏斜高斯函数最能描述逃逸分数对暗晕质量的平均依赖关系，其中寄主暴发星系的暗晕被视为再电离的主要驱动者。我们将逃逸分数模型植入代码 21cmFAST 中以研究再电离进程，并推导出与观测吻合良好的平均电离分数演化。我们还计算了亮温度、自旋温度和动力学温度，并进一步研究了这些量的空间涨落，以深入了解再电离进程。我们计算了 21 厘米功率谱，并预测在 $180$ MHz 处（对应红移 $z\approx 6.8$）出现功率峰值，这可由即将运行的平方千米阵（SKA）进行检验。我们的发现表明，宇宙是由 $\gtrsim 10^{9}$ M$_\odot$ 的暗晕再电离的。