原初磁场存在下的宇宙复合

原初磁场 (PMFs) 或许能解释在星系外尺度上观测到的磁场。它们受到宇宙微波背景辐射 (CMB) 各向异性测量的最严格约束。它们对宇宙复合的影响甚至可能是解决哈勃张力 (Hubble tension) 的关键。我们提出了迄今为止关于 PMFs 对宇宙复合影响的最详细分析。为此，我们扩展了公共磁流体动力学代码 {\sl ENZO}，增加了新的宇宙复合例程、Lyman-$\alpha$ 光子传输的 Monte-Carlo 模拟，以及重子动量方程中的 Compton 拖曳项。由此产生的代码使我们能够首次现实地预测 PMFs 对宇宙电离历史以及宇宙复合期间重子结团的影响。我们的结果指出，对于较小的 PMF 强度，Lyman-$\alpha$ 光子在过密区与欠密区之间的混合至关重要。这种混合加速了复合过程，其效果超越了由结团引起的加速。我们还研究了 peculiar flows 对复合率的影响，发现对于较小的 PMF 强度，该影响很小。对于具有 Batchelor 谱的非螺旋 PMFs，我们发现结果出乎意料地依赖于紫外磁模。我们进一步表明，由于 PMF 耗散导致的流体动力学重子加热所引起的低红移电离分数增加，完全被重子结团导致的更快复合所抵消。本研究将为未来将含 PMFs 的复合过程与 CMB 数据进行精确比较提供理论基础。