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Beyond21:宇宙黎明与重化时在标准模型内外的全局框架

宇宙学与河外天体物理 2026-03-06 v1 星系天体物理 高能物理 - 唯象学

摘要

对宇宙黎明(CD)和重化时(EoR)的观测正在不断改进,为通过互补探针研究早期星系提供了新机会。为实现这些观测的一致解释,我们提出 Beyond21,一个完全开源的 Python 软件包,实现灵活的 Pop II 和 Pop III 星形成模型,并计算其对星际介质的辐射影响。从该耦合演化中,Beyond21 预测全球 21 cm 信号、紫外光度函数(UVLFs)、电离历史以及对观察到的宇宙 X 射线背景(CXB)的贡献——所有这些都包含在一个自洫的管道中。一次完整的全局演化运行仅需约 0.1 s0.1 \ {\rm s} 的单核 CPU 时间,使其能够进行广泛、高分辨率的参数探索。模块化架构便于修改天体物理模型并纳入新物理。作为示例,我们实现了一种场景:其中一小部分暗物质带电,导致通过弹性相互作用使质子冷却。

关键词

引用

@article{arxiv.2603.04542,
  title  = {Beyond21: A Global Framework for Cosmic Dawn and Reionization Within and Beyond the Standard Model},
  author = {Omer Zvi Katz},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2603.04542},
  year   = {2026}
}

备注

17 pages, 4 figures