由快速射电暴对氦丰度的限制

通过色散量(DM)与红移之间的关系,快速射电暴(FRBs)被认为是非常有前景的宇宙学探针。本文尝试利用FRB的DM-z关系来研究宇宙中的氦丰度($Y_{\rm He}$)。首先,我们使用当前17个已知红移的FRB进行研究。然而,由于其红移较低且$Y_{\rm He}$与$\Omega_bh^2$之间存在强简并,该样本无法对氦丰度给出良好的限制。随后,我们模拟了500个红移$z\in[0,\,1.5]$的低红移FRB模拟数据,以预测对$Y_{\rm He}$的限制能力。为了进一步打破$Y_{\rm He}$与$\Omega_bh^2$之间的简并,我们引入了Planck测量的偏移参数$(R,l_A,\Omega_bh^2)$作为先验,其中$\Omega_bh^2$表示重子密度参数,$R$和$l_A$分别对应于复合时期的尺度距离和复合时期声视界的角尺度。我们得到氦丰度的标准差:$\sigma({Y_{\rm He}}) = 0.025$。最后,我们考虑了2000个红移分布在$[0,\,3]$的更高红移FRB数据,发现对$Y_{\rm He}$的限制能力将提高2倍以上,$\sigma({Y_{\rm He}}) = 0.011$,这表明高红移FRB数据能够对氦丰度提供更好的限制。希望未来平方公里阵列(Square Kilometre Array)提供的大样本高红移FRB能够对氦丰度进行高精度测量。