THESAN项目：作为电离气泡尺寸探针的莱曼α发射体

我们使用THESAN辐射流体动力学模拟研究莱曼$\alpha$发射体（LAEs）如何在再电离时期追踪电离气泡的尺寸。通过将精确的内禀Ly$\alpha$产生与星系际透射率以及尘埃吸收和气体外流的经验模型相结合，我们生成了真实的LAE星表。通过对受观测约束的Ly$\alpha$光度函数进行校准，我们再现了Ly$\alpha$可见度在高红移处的快速下降，同时揭示了再电离末期LAE比例中存在的轻微张力。在再电离中点之前，处于更大视线方向气泡（$\gtrsim 10$ cMpc）内的星系具有更高的观测Ly$\alpha$光度和等值宽度（EW），这表明演化的LAE比例为气泡尺寸提供了实用的统计示踪剂。随着渗滤过程的进行和IGM电离程度的增加，这些相关性减弱。在$L_{\text{Ly}\alpha} > 10^{41.5}\ \text{erg s}^{-1}$的LAE选择样本中，Ly$\alpha$性质与气泡尺寸的相关性比UV星等更强，特别是在$z \gtrsim 7$时。这一基于模拟的框架将LAE选择映射到气泡尺寸统计量上，澄清了更理想化模型中的偏差，并将提供公开星表，以便从再电离演化拓扑的角度解释当前和即将开展的JWST及窄带LAE巡天观测。