动态成块宇宙中再电离的形态学

最近对z=6处莱曼极限平均自由程的测量表明其可能非常短，这促使人们更好地理解电离光子汇在再电离中所起的作用。在再电离模拟中精确模拟这些汇颇具挑战性，因为若∼10^4–10^8 M_⊙的气体结构贡献了显著不透明度，则需要很大的动力学范围。因此，关于这些汇在塑造再电离形态方面有多重要尚无共识。我们用最近开发的辐射转移代码来解决这一问题，该代码包含基于辐射流体动力学模拟的汇的动态子网格模型。与假设完全压力平滑的IGM相比，在关于再电离源的 typical 假设下，我们的动态处理将电离泡尺寸减小了10–20%。在再电离中点附近，k∼0.1 h Mpc^−1处的21 cm功率也类似地减小。这些效应比若完全忽略压力平滑时由更高复合率导致的30–60%抑制要温和。汇是否在再电离形态中扮演重要角色取决于其源的性质。例如，若再电离由明亮(M_UV < −17)星系驱动，则即使忽略压力平滑，汇也将大尺度21 cm功率至多降低20%。方便的是，当明亮源贡献显著时，我们动态处理中的形态可用产生相同电离光子预算的均匀子网格成块因子准确再现。相反，若M_UV ∼ −13星系驱动了再电离，均匀成块模型误差可达40%。