通过强度映射互相关剖析高红移星际介质
星系天体物理
2017-03-27 v2 宇宙学与河外天体物理
摘要
我们探讨了利用即将开展的光谱巡天，探测红移 z>4 处由电离碳、电离氮和中性氧在星际介质(ISM)不同相位中产生的发射线涨落的三维功率谱。来自电离碳的 157.7 微米 [CII] 发射线以及来自一氧化碳的多条发射线是计划中的地基巡天的主要目标，也是未来天基巡天（如原初暴胀探测器(PIXIE)）的重要前景。然而，氧的 [OI]（145.5 微米）线和氮的 [NII]（121.9 微米和 205.2 微米）线可能通过与 [CII] 的相关被以合理的信噪比(SNR)探测到。这些谱线是中性介质和电离介质的重要冷却剂，可探测 ISM 的多个相位。我们计算了两个旨在探测 [CII] 谱线的巡天的三维功率谱预测，表明它们具有探测与 [OI] 线以及 [NII] 线互功率谱所需的灵敏度，并能获得充足的 SNR。多条谱线互相关的重要性有两方面。一方面，我们将拥有对 ISM 不同相位的多重探针，这对于理解高红移处能量源、气体与尘埃之间的相互作用至关重要。此类研究对于 NASA 远红外巡天仪等下一代空间天文台将是有用的。另一方面，在使用 PIXIE 等未来天基实验测量宇宙微波背景谱的谱畸变时，外部星系的发射线是重要的前景；在强度映射机制下测量涨落将有助于约束这些谱线的平均幅度，并使我们能够更好地处理这一重要前景。
引用
@article{arxiv.1608.00585,
title = {Dissecting the high-z interstellar medium through intensity mapping cross-correlations},
author = {Paolo Serra and Olivier Doré and Guilaine Lagache},
journal= {arXiv preprint arXiv:1608.00585},
year = {2017}
}
备注
13 pages, 2 table, 7 figures, Accepted for publication in ApJ