冷暗物质与冷+热暗物质模型中线性近似下的莱曼α吸收森林模拟
摘要
本文旨在通过类星体光谱中的莱曼α森林来检验一些流行的暗物质模型。近期对莱曼α森林云团大小和速度的观测表明，莱曼α吸收可能并非由坍缩天体产生，而是由重子密度场中尚未坍缩的区域产生。因此，线性近似描述能够提供有价值的信息。我们发展了一种技术，在线性近似框架下，将莱曼α森林模拟为这类未坍缩区域的吸收。我们将标准冷暗物质（SCDM）、冷加热暗物质（CHDM）和低密度平坦冷暗物质（LCDM）模型中的模拟莱曼α森林与观测特征进行了对比，包括：1）莱曼α谱线数密度及其对红移和等值宽度的依赖；2）等值宽度分布及其红移依赖；3）成团性；以及4）冈-彼得森效应。研究发现，“标准”CHDM模型，即60%冷暗物质、30%热暗物质和10%重子，难以通过莱曼α森林检验，这可能是因为该模型产生结构过晚，且倾向于在大尺度上形成结构，而非像莱曼α云这样的小尺度天体。在合理的J_nu（高红移紫外背景辐射）和delta_th（重子物质引力坍缩起始阈值）取值范围内，LCDM模型在上述四个方面均与观测数据一致。SCDM模型也能拟合观测，但需要较小的J_nu和较高的delta_th。这表明，莱曼α森林谱线是否有相当一部分位于坍缩天体的晕中，对SCDM模型的成功至关重要。
引用
@article{arxiv.astro-ph/9504061,
title = {A Simulation of Ly-alpha Absorption Forests in Linear Approximation in Cold and Cold+Hot Dark Matter Models},
author = {Hongguang BI and Jian GE and Li-Zhi FANG},
journal= {arXiv preprint arXiv:astro-ph/9504061},
year = {2009}
}
备注
23 pages plus 14 figures in the PostScript format, tar-ed, compressed and then uudecoded. All these PS files and the original .LaTeX paper can be ftped from ftp://universe.physics.arizona.edu/incoming The paper is accepted for publication in ApJ