Zeitabhängiges Verhalten der Quasar-Nähe-Zonen bei z ∼ 6

ZUSAMMENFASSUNG Seit der Entdeckung der z ∼ 6 Quasare vor zwei Jahrzehnten haben Studien zu ihren Ly α-transparente Nähe-Zonen weitgehend deren Nutzen als Prüfstand für die kosmische Reionisation fokussiert. Doch selbst in einem hoch ionisierten intergalaktischen Medium bieten diese Zonen ein reichhaltiges Labor zur Bestimmung der Zeitrahmen, die die Quasar-Aktivität und das gleichzeitig Wachstum ihrer supermassiven Schwarzen Löcher steuern. In dieser Arbeit verwenden wir eine Reihe von 1D-strahlungsübertragungssimulationen der Quasar-Nähe-Zonen, um ihr zeitabhängiges Verhalten für Aktivitätszeitrahmen von ∼103 bis 108 Jahren zu untersuchen. Die Größen der simulierten Nähe-Zonen, quantifiziert durch die Entfernung, bei der die geglättete Ly α-Übertragung unter 10 Prozent fällt (bezeichnet als Rp), stimmen hervorragend mit Beobachtungen überein, mit Ausnahme einer Handvoll besonders kleiner Zonen, die extrem kurzen Lebensdauern ≲104 zugeschrieben wurden. Wir entwickeln ein physikalisch motiviertes semi-analythisches Modell der Nähe-Zonen, das den Großteil ihres Gleichgewichts- und Ungleichgewichtsverhaltens erfassen kann, und verwenden dieses Modell, um zu untersuchen, wie die Quasar-Variabilität in Zeitrahmen von ≲105 Jahren in der Verteilung der beobachteten Nähe-Zonengrößen eingeprägt ist. Wir zeigen, dass große Variationen in der ionisierenden Luminosität von Quasaren auf Zeitrahmen von ≲104 Jahren aufgrund der guten Übereinstimmung zwischen der beobachteten Verteilung von Rp und unserer Modellvorhersage basierend auf „Glühbirne“ (d.h. stetige konstante Emission) Lichtkurven ungern sind.