Helium-Reionisation aus empirischen Quasar-Leuchtkraftfunktionen vor und nach JWST

ZUSAMMENFASSUNG Kürzlich wurden Modelle der Quasar-Leuchtkraftfunktion (QLF) auf Basis großer Beobachtungszusammenstellungen erstellt, die im Gegensatz zu ihren Vorgängern eine glatte zeitliche Entwicklung aufweisen. Dies umgeht die Notwendigkeit, eine Evolution der ionisierenden Emission anzunehmen, wenn man die Helium-Reionisation mit beobachtungsbasierten QLF simuliert, und liefert somit robustere Einschränkungen. Wir kombinieren eine solche QLF mit einer kosmologischen hydrodynamischen Simulation und 3D-Multifrequenz-Radiativentransfer. Die simulierte Reionisationsgeschichte ist im Vergleich zu den meisten anderen Modellen in der Literatur konsistent verzögert. Die vorhergesagte Temperatur des intergalaktischen Mediums ist höher als die beobachtete bei z 3. Durch Forward-Modellierung des He ii Lyman-Waldes zeigen wir, dass unser Modell eine erweiterte Helium-Reionisation erzeugt und erfolgreich einen Großteil der beobachteten effektiven optischen Tiefenverteilung abbildet, obwohl es das Universum bei z 2.8 überionisiert, da der Effekt von kleinskaligen Lyman-Limit-Systemen nicht aufgelöst wird. Wir charakterisieren gründlich die Transmissionsregionen und dunklen Lücken in den Sichtlinien des He ii Lyman-Waldes. Wir quantifizieren ihre Empfindlichkeit gegenüber der Helium-Reionisation und eröffnen einen neuen Weg für weitere Beobachtungsstudien dieser Epoche. Schließlich untersuchen wir die Auswirkungen der großen Anzahl aktiver galaktischer Kerne, die bei z 5 von JWST entdeckt wurden, auf die Helium-Reionisation. Wir stellen fest, dass solche Modifikationen keine Beobachtungen bei z 4 beeinflussen, außer in unserem extremsten Modell, was darauf hinweist, dass die beobachtete Häufigkeit von hoch-z AGNs keine Konsequenzen für die Helium-Reionisation hat.