非均匀再电离对宇宙微波背景辐射的影响

我们研究了再电离期间电离分数空间变化对CMB温度各向异性的影响。我们将描述底层密度场的大尺度结构模拟与基于扩展Press-Schechter理论的解析模型相结合，以追踪再电离过程。我们发现，诱导的CMB各向异性功率谱对再电离时期的特征敏感。在“斑块相”程度上不同的模型可以通过未来的实验（如阿塔卡马宇宙学望远镜（ACT）和南极望远镜（SPT））加以区分。在我们的模型中，斑块信号在$l\simeq 2000$处达到峰值，在此处它可以是动力学Sunyaev-Zel'dovich（kSZ）/Ostriker-Vishniac（OV）信号（$\Delta T_{\rm tot} \simeq 2.6 \mu K$）的四倍。在$l \simeq 4000$以外的尺度上，总多普勒信号由kSZ/OV主导，但斑块信号可贡献高达30%的功率谱。斑块再电离效应在原初CMB各向异性主导的尺度上最大。忽略这一贡献可能导致从CMB温度测量中导出的宇宙学参数出现显著偏差。改进再电离时期的理论建模对于解释即将开展的实验的结果将变得越来越重要。