宇宙学氢复合：共振与电子散射的影响
宇宙学与河外天体物理
2015-05-13 v1
摘要
本文考虑了在宇宙学氢复合过程中共振和电子散射对 Lyman alpha 光子逃逸的影响。利用描述运动氢原子上 Lyman alpha 共振光子散射的重分布函数的 Fokker-Planck 近似，我们特别关注了原子反冲、Doppler 增益和 Doppler 增宽的影响。我们扩展了最近关于 3d/3s-1s 双光子通道对氢复合动力学影响的论文中的计算，同时包含了该问题的完全时间依赖性、热力学修正因子（导致发射和吸收轮廓之间产生频率依赖的不对称性），以及与 3d/3s-1s 双光子发射和吸收过程的双光子性质相关的量子力学修正对 Lyman alpha 发射轮廓精确形状的影响。我们在此表明，由于光子频率的重分布，在 z~900 处氢复合加速了 DN_e/N_e~-0.6%。对于 CMB 温度和偏振功率谱，这在 l >~ 1500 处导致 |DC_l/C_l|~0.5%-1%，因此对于未来在 PLANCK Surveyor、SPT 和 ACT 背景下的 CMB 数据分析将非常重要。这一修正的主要贡献来自原子反冲效应（在 z~900 处 DN_e/N_e~-1.2%），而 Doppler 增益和 Doppler 增宽部分抵消了这一修正，在 z~900 处再次使氢复合减慢了 DN_e/N_e~0.6%。在 z~1100 处 Thomson 可见度函数最大值附近电子散射的影响可以忽略不计。（节选）
引用
@article{arxiv.0904.2220,
title = {Cosmological Hydrogen Recombination: influence of resonance and electron scattering},
author = {J. Chluba and R. A. Sunyaev},
journal= {arXiv preprint arXiv:0904.2220},
year = {2015}
}
备注
11 pages, 13 figures, submitted to A&A