原初氦丰度的 MCMC 测定
宇宙学与河外天体物理
2015-06-03 v1
摘要
对贫金属 H II 区化学丰度的光谱观测提供了一种独立的方法来估算原初氦丰度。H II 区由几个物理参数描述，如电子密度、电子温度和消光，以及氦氢比 y。过去通常通过估算或自洽地确定这些参数来计算 y。频率主义分析已被证明在这些测定中是成功的，而马尔可夫链蒙特卡洛（MCMC）技术已被证明在采样该参数空间方面非常高效。尽管如此，从 H II 区观测中准确测定原初氦丰度仍受到系统误差和统计不确定性的限制。为了进一步降低后者并更好地表征前者，我们将 MCMC 方法应用于 Izotov、Thuan 和 Stasinska（2007）最近汇编的大数据集。为了提高测定的可靠性，需要高质量的数据集。为此，我们探索了多种筛选条件。首先检验了 He I 4026 发射线作为解约束的有效性，揭示了其缺失会引入系统偏差。作为物理解质量的清晰度量，\chi^2 分析在筛选与理论模型兼容的数据方面发挥了重要作用。此外，该方法还允许我们排除参数估计为统计异常值的系统。结果，最终选定的数据集可靠性提高，并表现出更好的一致性。外推至零金属丰度得到 Y_p = 0.2534 \pm 0.0083，与 WMAP 结果大致相符。纳入更多观测显示出进一步降低不确定性的前景，但需要更多高质量的光谱。
引用
@article{arxiv.1112.3713,
title = {An MCMC determination of the primordial helium abundance},
author = {Erik Aver and Keith A. Olive and Evan D. Skillman},
journal= {arXiv preprint arXiv:1112.3713},
year = {2015}
}
备注
26 pages, 14 figures