由局域化快速射电暴得到的宇宙重子普查

宇宙中超过四分之三的重子含量以高度弥散的状态存在，难以观测，仅有小部分直接在星系与星系团中被观测到。对邻近宇宙的普查曾利用吸收线光谱观测这些不可见重子，但这些测量依赖巨大且不确定的修正，且对大部分体积（很可能也包括质量）不敏感。具体而言，类星体光谱仅对原子态存在的极微量氢，或星系附近较密区域中高度电离且富集的气体敏感。Sunyaev-Zel'dovich 分析提供了纤维状结构中部分气体的证据，而 X 射线发射研究对星系团附近气体最敏感。本文中，我们报告利用一组局域化快速射电暴（FRBs）的色散直接测量宇宙的重子含量，从而运用一种测量每条视线电子柱密度并计入所有电离重子的效应。我们用另四个新定位到宿主星系（测得其红移为 0.291、0.118、0.378 和 0.522）的 FRB 扩充了已发表的角秒级定位 FRB 样本，构成足以解释视线方向及宿主星系环境色散变化的一个足够大样本，推导出宇宙重子密度 $\Omega_{b} = 0.051_{-0.025}^{+0.021} \, h_{70}^{-1}$（95% 置信度）。这一独立测量与宇宙微波背景及大爆炸核合成的数值一致。