宇宙学复合过程中共振跃迁的辐射反馈效应

本文半解析地考虑了由于宇宙学红移，HI $(n+1)\to 1$ 光子的延迟共振再吸收对 HI $n\to 1$ 谱线造成的总 HI $n\leftrightarrow 1$ 跃迁率的抑制。提出了一种在简单三能级近似复合模型框架内考虑该效应的方法。研究证实，在最后散射时期，共振反馈对电离分数的影响约为 0.2%。对氦的 HeI $2^1P\leftrightarrow 1^1S$ $\Rightarrow$ HeI $2^3P\leftrightarrow 1^1S$ 反馈也进行了类似分析。证实考虑该反馈会导致在 $z\simeq 2300$ 处预测的自由电子分数增加 0.12%。研究表明，在氦复合时期，考虑少量中性氢（占氢原子和离子总数的 $10^{-7} - 10^{-4}$）对 HeI $2^1P\leftrightarrow 1^1S$ 共振超平衡光子（在其红移到 HeI $2^3P\leftrightarrow 1^1S$ 频率的过程中）的吸收和热化，对于正确考虑这种氦反馈至关重要。