早期物质主导时期后暗物质湮灭的21厘米约束

尽管通常认为相对论性粒子在暴胀后很快主导了宇宙的能量密度，但多种有充分动机的情景预测，在大爆炸核合成开始之前存在一个早期物质主导时期（EMDE）。在EMDE期间，亚视界暗物质密度扰动比辐射主导时期增长得更快，导致“微晕”的形成远早于标准结构形成模型。这种小尺度结构的增强提高了暗物质湮灭率，从而有助于星际介质（IGM）的加热。我们计算了EMDE之后暗物质湮灭率的演化，并预测了21厘米背景的测量在具有EMDE的宇宙学中探测暗物质湮灭的能力。我们发现，未来在红移$z\sim 17$处对全局21厘米信号的测量不太可能改进从各向同性伽马射线背景观测中得出的限制，但对21厘米功率谱的测量有可能探测到EMDE之后的暗物质湮灭。此外，暗物质湮灭和天体物理X射线在红移约14处的21厘米功率谱中产生不同的加热特征，可能允许区分这两种IGM加热机制。