当今星系的非均匀再电离时刻

当今的星系在不同位置经历了不同时期的宇宙再电离。我们首次从新的、完全耦合的星系形成与再电离辐射流体动力学模拟（z > 6）中推导出它们前身星系所在位置的再电离（50% 电离）红移 z_R，并匹配至 z = 0 的 N 体模拟。选取了约束初始条件以形成本地宇宙的著名结构，包括本星系群和室女座，在一个 (91 Mpc)^3 的体积内，该体积足够大以模拟全局和局部再电离。再电离模拟 CoDa I-AMR 由 CPU-GPU 代码 EMMA 完成，使用了 (2048)^3 个粒子和 (2048)^3 个初始网格并自适应加密；而 N 体模拟 CoDa I-DM2048 由 Gadget2 完成，使用了 (2048)^3 个粒子，以寻找 z = 0 时质量 M(z=0) ≥ 10^8 M_⊙ 的所有星系的再电离时刻。质量 M(z=0) ≳ 10^{11} M_⊙ 的星系比整个宇宙再电离更早，最多早约 500 Myrs，且具有显著弥散。对于类银河系星系，z_R 范围从 8 到 15。质量 M(z=0) ≲ 10^{11} M_⊙ 的星系通常再电离与全局平均的 50% 再电离 ⟨z_R⟩ = 7.8 一样晚或更晚，处于由外部辐射完成再电离的邻域中。星系内再电离时刻的跨度有时与星系间的弥散一样大。银河系和 M31 再电离早于全局再电离但晚于其质量下的典型值，两者均非由外部辐射主导。它们在 z>6 时质量最大的前身星系的 z_R 为 9.8（MW）和 11（M31），而其总质量的 z_R 为 8.2（两者）。