等级制星系形成模型中的再电离结构

理解再电离时代和首批星系的性质是现代宇宙学的一个重要目标。再电离的结构，以及由此观测到的红移21厘米涨落的功率谱，已知对驱动再电离的星系的天体物理性质敏感。因此，对21厘米功率谱及其演化的详细测量可能导致对早期星系性质的测量，而这些性质在其他方面是无法获得的。在本文中，我们基于详细的星系形成模型，对再电离期间的离子化结构和21厘米功率谱进行了预测。我们将半解析模型GALFORM（在千禧年-II暗物质模拟中实现）与一个半数值方案相结合，以描述由此产生的电离结构。利用这些模型，我们表明超新星反馈和辐射反馈的细节会影响电离区域的结构和分布，从而影响21厘米功率谱的斜率和幅度。这些结果表明，即将进行的21厘米功率谱测量可用于揭示早期星系形成的细节。我们发现，超新星反馈的强度是控制再电离期间结构演化的主导因素。特别地，我们表明超新星反馈比辐射反馈更重要，我们发现辐射反馈的存在既不影响总恒星质量，也不影响整体电离光子预算。因此，如果超新星反馈能有效抑制高红移星系中的恒星形成，我们发现光电离反馈不会像人们认为的那样导致再电离过程的自调节。