硬 X 射线背景对星际介质的 Compton 加热作用
天体物理学
2009-10-31 v3
摘要
在冷暗物质主导的宇宙模型中，Ly-alpha 林区的高分辨率流体动力学模拟似乎预测出的线宽显著 narrower than 观测到的线宽。本文指出，由硬 X 射线背景(XRB)对星际气体的 Compton 加热——这是目前所有前期研究中所忽略的效应——可能有助于解决这一矛盾。如果 XRB 能量密度为 UV 背景能量密度的 0.2x/<ε> 倍（其中 x 为氢中性分子浓度，单位为 10^-6，<ε> 为平均 X 射线光子能量，单位为 m_e c^2），则 Compton 散射带来的热能增益将占优势于氢光电离提供的能量输入。数值积分时依赖的速率方程表明，星际介质在 z>3 时接近约 1.5×10^4 K 的温度（基于当前模型的外生物背景辐射红移演化）。Compton 加热的重要性可通过测量 Ly-alpha 线宽随红移变化的分布来进行实验检验，因而 Lyman-alpha 林区可能为探测高红移 XRB 演化提供了有用的探针。
引用
@article{arxiv.astro-ph/9902080,
title = {Compton Heating of the Intergalactic Medium by the Hard X-ray Background},
author = {Piero Madau and George Efstathiou},
journal= {arXiv preprint arXiv:astro-ph/9902080},
year = {2009}
}
备注
LaTeX, 10 pages, 2 figures, final version to be published in the ApJ