在星系际介质温度演化中探测延展的He II再电离
宇宙学与河外天体物理
2015-05-19 v1
摘要
我们展示了从莱曼α森林导出的星系际介质(IGM)温度的新测量结果，覆盖红移范围2.0 < z < 4.8。利用一种新的统计量——曲率，对61个高分辨率类星体光谱中的森林小尺度结构进行量化，并通过一套流体动力学模拟校准温度转换。在每个红移处，我们专注于获取莱曼α森林探测的最佳过密度处的温度T(Δ)，在此处温度几乎是曲率的一一对应函数，而与温度-密度关系的斜率无关。这些测量结果的中值2σ统计不确定度为8%，但由于IGM中未知的Jeans平滑量，可能存在相当的系统误差。我们利用T(Δ)结果推断平均密度处的温度T0。即使对于最陡的温度-密度关系，T0也必须从z ~ 4.4时的约8000 K增加到z ~ 2.8时的>~12000 K。这一增加与无He II再电离时预期的T0单调下降不一致。因此，我们将观测到的温度上升解释为He II再电离始于z >~ 4.4的证据。T0的演化与He II再电离在z ~ 3结束一致，正如He II莱曼α森林的不透明度测量所暗示的，尽管T0达到峰值的红移在一定程度上取决于温度-密度关系的演化。这些新的温度测量表明，He II再电离导致的热输入在Δz >~ 1的延展时期内主导了IGM的热平衡。
引用
@article{arxiv.1008.2622,
title = {Detection of Extended He II Reionization in the Temperature Evolution of the Intergalactic Medium},
author = {George D. Becker and James S. Bolton and Martin G. Haehnelt and Wallace L. W. Sargent},
journal= {arXiv preprint arXiv:1008.2622},
year = {2015}
}
备注
19 pages, 15 figures, accepted to MNRAS