宇宙X射线背景的角度涨落：利用 Fe 6.4 keV 谱线对大尺度结构进行断层扫描是否可行？
宇宙学与河外天体物理
2015-06-05 v2
摘要
已知 AGN 贡献了宇宙 X 射线背景辐射的大部分（如果不是全部的话）。其光谱中的主导锐谱线特征是铁的 6.4 keV 荧光线，在 ~ 2-6 keV 处该谱线可占 CXB 谱强度的 ~ 5-10%。由于宇宙学红移，在能量 E 处探测到的谱线光子携带着位于红移 z=6.4/E-1 处天体的信息。特别是，其角度涨落中印刻着红移 z 处大尺度结构的信息。这开启了进行宇宙大尺度结构 Fe K_alpha 谱线断层扫描的可能性。我们表明，要在 ~100 sigma 置信度下探测到断层扫描信号，需要使用有效面积为 ~10 m^2 且视场为 ~1 deg^2 的仪器进行全天巡天。该信号在位于红移 z~1 的天体以及对应于 l ~ 100-300 的角度尺度上最强，因此使用角分辨率约为 ~ 0.1-0.5 deg 的仪器即可实现最佳探测。对于此类仪器，~ 100-200 eV FWHM 的 CCD 型能量分辨率完全足以最佳地分离来自不同红移的信号。通过可与谱线宽度相比拟的能量分辨率可能获得的信号强度增益，被光子计数和 AGN 离散噪声所抵消。在当前已计划和拟议的任务中，这些要求最符合 LOFT，尽管其提出目的完全不同。除此之外，WFXT（~ 20-35 sigma）和 ATHENA（~ 10-20 sigma）应能实现明确探测。eROSITA 在其 4 年全天巡天过程中，仅能勉强探测到断层扫描信号。
引用
@article{arxiv.1206.2375,
title = {Angular fluctuations in the CXB: Is Fe 6.4 keV line tomography of the large-scale structure feasible?},
author = {Gert Hütsi and Marat Gilfanov and Rashid Sunyaev},
journal= {arXiv preprint arXiv:1206.2375},
year = {2015}
}
备注
minor additions, accepted for publication in A&A