原子气体的宇宙学演化及其对 21 cm HI 吸收的启示

Robert Braun

doi:10.1088/0004-637X/749/1/87

原子气体的宇宙学演化及其对 21 cm HI 吸收的启示

宇宙学与河外天体物理 2015-06-04 v1

作者: Robert Braun

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摘要

星系盘被证明包含大量线性尺寸为 100pc 的原子云，它们在 21cm 跃迁中是自不透明的。这些天体的 HI 柱密度高达 $10^{23}$ ，并对积分 21cm 发射贡献了 $1.34\pm0.05$ 的全局不透明度修正因子，以获取总 HI 质量估计值。最近的外部星系的不透明度校正图像已被用于构建稳健的 $z=0$ 处 HI 分布函数 $f(N_{HI},X,z=0)$ ，即单位共动距离内遇到特定 HI 柱密度的概率。这与之前发表的 $z=1$ 和 $3$ 处的 $f(N_{HI},X)$ 测定结果进行了对比。观测到中等柱密度 ( $18<\log(N_{HI})<21$ ) 的 HI 系统性下降，对应于此类气体表面积自 $z=3$ 以来减少了五倍。等效 DLA 吸收体 ( $\log(N_{HI})>20.3$ ) 的数量在此红移区间内也系统地减少了类似的数量，而此类系统中的宇宙学质量密度仅减少了两倍，降至当前经不透明度校正的值 $\Omega_{HI}^{DLA}(z=0) = 5.4 \pm 0.9\times10^{-4}$ 。我们利用 $z=0$ 处 21cm 吸收不透明度对柱密度紧密但强烈非线性的依赖关系，将我们的 HI 图像转换为 21cm 吸收不透明度图像。这些图像用于计算积分 21cm 不透明度的分布和路径长度函数。预测深 21cm 吸收系统的发生率随红移变化很小，而弱吸收体的发生率应在 $z=3$ 到现在之间减少五倍。我们明确考虑了相对于 100pc intervening 吸收体尺度而言背景源是扩展源时 HI 吸收的影响。未来的 21cm 吸收巡天将需要约 15mas 的非常高角分辨率，以便进行明确的解释。（摘要删节）

关键词

原子气体演化 21 cm HI 吸收不透明度校正柱密度 DLA 吸收体宇宙学质量密度角分辨率

引用

@article{arxiv.1202.1840,
  title  = {Cosmological evolution of atomic gas and implications for 21 cm HI absorption},
  author = {Robert Braun},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1202.1840},
  year   = {2015}
}

备注

32 pages, 11 figures, accepted for publication in ApJ

原子气体的宇宙学演化及其对 21 cm HI 吸收的启示

摘要

关键词

引用

备注

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