THESAN 项目：莱曼-alpha 发射体光度函数标定

再电离时期莱曼-alpha 发射星系（LAEs）的可观测性可为演化中的中性氢气体分布提供灵敏探针，从而设定有价值的约束以区分不同的再电离模型。在本研究中，我们利用新的 THESAN 大体积（95.5 cMpc）宇宙学辐射-流体动力学模拟套件，直接建模单个星系的 Ly$\alpha$ 发射及随后穿过星系际介质的传输。THESAN 将 AREPO-RT 辐射-流体动力学求解器与 IllustrisTNG 星系形成模型相结合，并包含高分辨率与中分辨率模拟，旨在研究晕质量依赖的逃逸分数、替代暗物质模型及数值收敛性的影响。我们发现 Ly$\alpha$ 传输基于再电离历史、气泡形态、相对线中心的频率偏移以及星系亮度存在重要差异。对于给定的全球中性分数，当低质量晕主导再电离而非高质量晕时，Ly$\alpha$ 传输降低。此外，单个星系沿不同视线方向的变化大于所有星系之间的变化。这共同影响 LAEs 的可见性，直接作用于观测到的 Ly$\alpha$ 光度函数（LFs）。我们采用基于 SWIFTEmulator 的高斯过程回归，快速约束尘埃逃逸分数与出射谱线轮廓的经验模型以匹配观测 LFs。我们发现尘埃强烈影响 $M_{UV} < -19$ 星系在 $M_{vir} > 10^{11} {\rm M}_{\odot}$ 晕中的 Ly$\alpha$ 传输与覆盖分数，使得在非 LAEs 中移除 Ly$\alpha$ 光子的主要模式在 $z \sim 7$ 附近由低 IGM 传输转变为高尘埃吸收。