超致密迷你晕中第三星族对宇宙学的贡献

本文利用 Planck 观测数据研究超致密迷你晕（UCMHs）中第三星族（Pop.~III）恒星对宇宙电离历史的影响。尽管高红移天体物理尚不明了，UCMHs 可能如同标准结构形成情景中形成的晕一样宿主 Pop.~III 恒星。此类 Pop.~III 恒星在主序期间会发射电离光子，并促进高红移处的宇宙再电离。为研究其对全局电离的影响，我们基于以 $z_{\mathrm{reio}}$ 表示并附加表征 UCMH 初始质量与 UCMH 数密度两个参数的“tanh”型再电离模型来建模宇宙再电离演化。我们对再电离模型采用最新 Planck 观测数据实施蒙特卡洛马尔可夫链分析。结果发现，若 UCMH 初始质量大于 $10^{8.4}\mathrm{M}_{\odot}$，则 UCMH 数密度受到严格限制。进而通过对 UCMH 数密度的限制获得了原初功率谱振幅的约束，如在尺度 $k\lesssim 50\mathrm{Mpc}^{-1}$ 下 $\mathcal{A}_{\zeta}\lesssim 10^{-8}$，当我们假定标准“tanh”型再电离发生于 $z=3$ 之前，即设 $z_{\mathrm{reio}}>3$。