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红移 $z\sim 2$ 处 IGF 的三点与两点空间关联:基于云模拟的分解分析

宇宙学与河外天体物理 2020-09-30 v1 星系天体物理

摘要

分解为多个 Voigt 轮廓分量(云)的 Lyα\alpha 森林吸收谱使我们能够研究星系际介质(IGM)作为 HI 柱密度(NHIN_{\rm HI})函数的成团性。此处,我们利用 z2z \sim 2 时由流体动力学模拟得到的模拟三重谱,在 1-5 h1h^{-1}cMpc 尺度上探索这些 Lyα\alpha 云的横切三点关联(ζ\zeta)。我们发现 ζ\zeta 强烈依赖于 NHIN_{\rm HI} 和尺度,而对三重构型的夹角(θ\theta)依赖较弱。我们表明“等级假设”适用于  3h1\ge~ 3h^{-1}cMpc 的尺度,并获得中位数约化三点关联(Q)在 0.2-0.7 范围内。我们显示,ζ\zeta 受气体的热态与电离态强烈影响。如同星系的情形,物理参数对 Q 的影响相比对 ζ\zeta 更弱。我们表明,若使用由各模拟获得的实测 NHI vs ΔN_{\rm HI}~vs~\Delta 关系、取对应于给定重子过密度(Δ\Delta)的适当 NHIN_{\rm HI} 截断,不同模拟间 ζ\zeta 与 Q 的差异会被最小化。此外,我们在人为增强加热率的模型中看到压力致宽对 ζ\zeta 的效应。然而,对于具有真实热史与电离史的模型,压力致宽对 ζ\zeta 的效应较弱,且相较于其他局域效应为次主导。我们发现 ζ\zeta 表现出强烈的红移演化,主要源自 IGM 热态与电离态的红移演化。我们讨论了探测三点关联、特别是在构型参数与红移的小区间内探测的观测要求。

关键词

引用

@article{arxiv.2005.05346,
  title  = {Three- and two-point spatial correlations of IGM at $z\sim 2$: Cloud based analysis using simulations},
  author = {Soumak Maitra and Raghunathan Srianand and Prakash Gaikwad and Tirthankar Roy Choudhury and Aseem Paranjape and Patrick Petitjean},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2005.05346},
  year   = {2020}
}

备注

26 pages, 23 figures. Submitted to MNRAS