辐射传输模拟中 ionizing 光子预算与有效 clumping 因子——基于 Lyman-alpha 森林数据的校准

最近的 JWST 观测首次获得了广泛覆盖 reionization-epoch 星系的 ionizing 光子产出效率 $\xi_\text{ion}$ 的全面测量。我们探讨了这些测量对推断 UV 可见光亮度函数和离子化来源逃逸率的影响。我们的模拟使用基于 GPU 的辐射传输代码 ATON-HE 运行，并校准至 $5<z<6.2$ 区间的 XQR-30 Lyman-alpha 森林数据。对于我们的 fiducial 来源模型，推断得到的离子化逃逸率在 $z=6$ 时为 (6.1, 5.4, 4.9)%, 在 $z=10$ 时升至 (14.4, 23.8, 29.4)%, 分别对应我们 (Fiducial, Early, Extremely Early) 模型，与较低红移逃逸率测量的外推结果良好一致。将观察到的亮度函数向模拟分辨率以下的微弱来源 ($M_\text{UV}=-11$) 外推，可使 $z=10$ 时的逃逸率提升约 $\sim 1.5$ 倍。对于我们的奥拉希恩 (oligarchic) 来源模型，即使不发射微弱来源的离子化光子，推断得到的逃逸率也从 $z=6$ 时的 10% 升至 $z>10$ 时的 $>50$%，这在高度不舒适，使我们在非常高红移处不利于奥拉希恩来源模型。我们模拟中推断得到的有效 clumping 因子落在 $3-6$ 范围，表明再电化光子预算与我们模拟中的观测星系离子化特性之间存在一致性。