宇宙再电离期间21厘米微分亮温度的二维拓扑结构
宇宙学与河外天体物理
2017-01-18 v2
摘要
提出了一种表征宇宙再电离时期早期宇宙星际介质拓扑结构的新方法。通过计算二维(2D)拓扑数来分析来自高红移的21厘米辐射背景。在一系列不同输入参数的数值模拟中，计算了氢电离光子的辐射转移和电离速率方程。二维拓扑数由高红移宇宙的模拟21厘米图像计算得出。我们通过改变阈值微分亮温度来构建二维拓扑数曲线，并将其与底层密度场的二维拓扑数曲线进行比较。我们发现：(1) 二维拓扑数曲线反映了宇宙再电离的演化轨迹；(2) 二维拓扑数曲线可以区分某些再电离情景，从而间接探测辐射源的性质。选择合适的天线波束形状对此分析至关重要。为此，发现平方公里阵列(SKA)在灵敏度方面是适合此分析的设备，尽管在计划的天线核心尺寸下，数据为此目的出现一些退化是不可避免的。
引用
@article{arxiv.1008.3914,
title = {2D Genus Topology of 21-cm Differential Brightness Temperature During Cosmic Reionization},
author = {Sungwook E. Hong and Kyungjin Ahn and Changbom Park and Juhan Kim and Ilian T. Iliev and Garrelt Mellema},
journal= {arXiv preprint arXiv:1008.3914},
year = {2017}
}
备注
18 pages, 11 figures, revised to be published in JKAS