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利用21厘米图的最大团统计区分再电离模型

宇宙学与河外天体物理 2022-11-23 v4

摘要

再电离时期(EoR)不同阶段电离或中性氢的拓扑与形态演化,有潜力为我们提供关于该时期电离源性质的大量信息。我们根据电离区的几何性质比较多种再电离源模型。我们展示,通过追踪最大团统计(LCS)演化所研究的电离氢的渗流转变,是一种可区分根本不同情景——由内向外与由外向内再电离——的稳健统计量。特别是,与由外向内再电离相比,由内向外情景下渗流开始时的全球中性分数显著更高。作为渗流分析的补充,我们依据作为闵可夫斯基泛函(MFs)之比的Shapefinders(SFs),探究不同再电离模型中电离区演化时的形状与形态。形状分布能轻易辨别具有极端非均匀IGM复合的再电离情景,例如成团模型。在其余再电离模型中,最大的电离区在渗流期间仅在其第三SF——'长度'——上突增,而前两个SF——'厚度'与'宽度'——保持稳定。因此,这些情景中的电离氢在渗流附近变得高度纤维状,并展现出随源模型变化的'特征截面'。因而,基于SFs的几何研究连同渗流分析可阐明再电离源。

关键词

引用

@article{arxiv.2202.03701,
  title  = {Distinguishing reionization models using the largest cluster statistics of the 21-cm maps},
  author = {Aadarsh Pathak and Satadru Bag and Saswata Dasgupta and Suman Majumdar and Rajesh Mondal and Mohd Kamran and Prakash Sarkar},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2202.03701},
  year   = {2022}
}

备注

33 pages, 16 figures, accepted for publication in JCAP