重化时期 HII 区的形貌

在重化时期，HII 区的性质可能严格取决于许多难以约束的量（离子化源的性质、IGM 中气体的致密程度、光离子反馈抑制低质量星系丰度的程度等），这使得对此时期观测的解释极其困难。我们使用一套辐射传递模拟，对来自 $1024^3$ 网格、94 Mpc 规模 N-body 模拟输出进行后处理。采用解析方法纳入影响重化的小尺度结构，而这些结构在N-body 模拟中尚未被解析。我们指出，HII 区的形貌主要取决于全局离子化分数 $x_i$。这并不意味着气泡形貌完全独立于除 $x_i$ 之外的所有参数。下最重要的依赖关系是离子化源的性质。源越稀少，HII 区越大且越球形。典型气泡大小在不同源模型下，以固定 $x_i$ 条件下可变达4倍。最后一个相关因素是小暗核或 Lyman-限值系统的丰度。这些系统抑制大气泡的生长，其抑制程度取决于气体的热力学历程以及小暗核光解沸腾的速率。我们发现，由于光加热或气体致密化导致的源抑制，并未显著影响 HII 区的大尺度结构。我们讨论了如何通过MWA和LOFAR等对21 cm 线观测来约束重化属性，并研究了不规则重化对Lyman-α 发射星系统计的影响。