宇宙再电离可观测后果的当前模型及其可探测性
天体物理学
2009-11-13 v2
摘要
当前多个大型实验旨在探测宇宙再电离（redshifts z>6）的信噪。其成功关键在于理解再电离过程及其可观测后果的特征，并设计最佳策略。我们利用宇宙再电离的大尺度模拟，对评估在 WMAP3 背景宇宙学参数下的再电离在红移 21-cm 和小尺度 CMB 各向异性的可观测特征。我们发现，观测 21-cm 发射的“全局步”的最佳频率范围为120-150 MHz，而统计性研究应针对140-160 MHz，可被 GMRT 观测。某些强非高斯亮度特征应可在约190 MHz 的频率被探测。在 sensitivity-signal 折中，相对较低的分辨率（对应至少几角分钟的光束）更为可取。来自再电离区域的 CMB 各向异性信号（由动力学 Sunyaev-Zel'dovich 效应产生）在角分钟尺度上峰值约为几微开尔文，rms 约为1微开尔文，应可被 Atacama Cosmology Telescope 和 South Pole Telescope 探测。我们讨论了各种观测问题及不确定性，主要与再电离参数的较差已知有关，次要涉及背景宇宙学的不确定性。
引用
@article{arxiv.astro-ph/0702099,
title = {Current models of the observable consequences of cosmic reionization and their detectability},
author = {Ilian T. Iliev and Garrelt Mellema and Ue-Li Pen and J. Richard Bond and Paul R. Shapiro},
journal= {arXiv preprint arXiv:astro-ph/0702099},
year = {2009}
}
备注
accepted by MNRAS, replaced to match the accepted version, substantial rewriting (including change in the original title and expanded discussions), no changes in the results, 13 pages, 11 figures, most in color