Implications des zones de proximité des quasars z ∼ 6 pour l'époque de la réionisation et la durée de vie des quasars

Résumé Nous étudions les zones de proximité des quasars dans la plage de décalage vers le rouge 5.77 ≤ z ≤ 6.54 en analysant de manière homogène 34 spectres à résolution moyenne, englobant à la fois des données archivées et des données nouvellement obtenues, et en exploitant des mesures de décalage systématique et de magnitude récemment mises à jour. Alors que des études précédentes ont trouvé une forte évolution des tailles des zones de proximité avec le décalage vers le rouge et soutenaient que cela fournit des preuves d'une fraction neutre du milieu intergalactique (IGM) en évolution rapide pendant la réionisation, nous mesurons une tendance beaucoup plus plate ∝ (1 + z) − 1.44. Nous comparons nos tailles mesurées des zones de proximité aux prédictions des simulations hydrodynamiques post-traitées avec un transfert radiatif unidimensionnel et trouvons un bon accord entre les observations et la théorie, indépendamment de l'état d'ionisation de l'IGM ambiant. Cette insensibilité à l'état d'ionisation de l'IGM a déjà été notée, et résulte du fait que la définition de la taille de la zone de proximité comme la première chute du spectre de quasar lissé en dessous du niveau de transmission de flux de 10 % sonde des emplacements où le rayonnement ionisant du quasar est un ordre de grandeur plus élevé que le fond ionisant ultraviolet attendu qui fixe la fraction neutre de l'IGM. Notre analyse a également dévoilé trois objets avec des zones de proximité exceptionnellement petites (deux ont R p 1 Mpc propre), qui constituent des valeurs aberrantes par rapport à la distribution observée et sont difficiles à expliquer avec nos simulations de transfert radiatif. Nous considérons diverses explications pour leur origine, telles que des systèmes de lignes d'absorption forte associés au quasar ou une réionisation par patchs, mais trouvons que le scénario le plus convaincant est que ces quasars brillent depuis ≲10^5 ans.