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FRB 色散测量与前景大尺度结构之间的相关性

宇宙学与河外天体物理 2025-06-05 v1 星系天体物理 高能天体物理现象

摘要

重子物质在宇宙中的分布仍然是天文学中的一个基本开放问题,快速射电暴(FRBs)的色散测量(DM)是探测这种宇宙气体的宝贵工具。我们利用 61 个定位的 FRB 和公开星系巡天目录,研究了前景宇宙网对 FRB DM 的影响。我们使用两种方法检验大尺度结构对宇宙学 DM 的影响。首先,我们搜索了视线方向星系数密度与星系外 DM 之间的相关性,发现了统计显著的正相关性(p=1.76×105p = 1.76 \times 10^{-5})。这种相关性的形状包含了关于宇宙重子分布的信息,还可以通过提供每个源的宇宙贡献估计来更好地约束宿主星系 DM。我们在基于 IllustrisTNG 宇宙学模拟的模拟 FRB 巡天中观察到了类似的相关性,其中 DM 由 IGM 中的纤维主导,而非由晕主导。接下来,我们进行了堆叠分析,测量了前景星系冲击参数的平均超额 DM,以获取关于电离气体如何在星系晕周围分布的空间信息。我们报告了在堆叠信号中高达 Mpc 尺度(3σ\sim 3\sigma)的冲击参数处的超额 DM。最后,我们识别了那些似乎不与 rvirr_{\mathrm{vir}} 内的介入晕相交的 FRB,从而得以估计 reside 在 IGM 中的重子比例。我们在 95% 置信度下得到 fIGM0.69f_{\mathrm{IGM}} \geq 0.69,表明存在显著的天体物理反馈。

关键词

引用

@article{arxiv.2506.04186,
  title  = {A Correlation Between FRB Dispersion Measure and Foreground Large-Scale Structure},
  author = {Maryam Hussaini and Liam Connor and Ralf M. Konietzka and Vikram Ravi and Jakob Faber and Kritti Sharma and Myles Sherman},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2506.04186},
  year   = {2025}
}