COPSS的初步结果：CO功率谱巡天

我们基于CO功率谱巡天（COPSS）给出了早期宇宙中一氧化碳丰度的限制。我们利用2005至2008年间使用苏尼亚耶夫-泽尔多维奇阵列（SZA）收集的数据集，该数据此前用于测量CMB的角分尺度涨落。该数据集包含对44个视场的观测，覆盖1.7平方度的有效面积，频率范围27至35 GHz。利用强度映射技术，我们能够探测CO(1-0)跃迁，对红移范围$z=2.3{-}3.3$内、共动体积$3.6\times10^{6}\ h^{-3}\,\textrm{Mpc}^{3}$中$k=0.5{-}2\ h\,\textrm{Mpc}^{-1}$的空间模式敏感。我们展示了抑制前景的能力，并给出了连续谱源对我们测量影响估计。我们以$95\%$置信度将CO功率谱限制为$P_{\textrm{CO}}<2.6\times10^{4}\ \mu\textrm{K}^{2} (h^{-1}\,\textrm{Mpc})^{3}$，或$\Delta^{2}_{\textrm{CO}}(k\! = \! 1 \ h\,\textrm{Mpc}^{-1})<1.3 \times10^{3}\ \mu\textrm{K}^{2}$。该限制接近对CO功率谱的乐观预测。假设在活跃恒星形成爆发期间CO发射与暗晕质量成正比，这对应于$\textrm{CO}(1{-}0)$光度与宿主暗晕质量之比的限制$A_{\textrm{CO}}<1.2\times10^{-5}\ L_{\odot}\ M_{\odot}^{-1}$。进一步假设CO光度与分子气体质量之间采用类银河系转换因子（$\alpha_{\textrm{CO}}=4.3\ M_{\odot}\ (\textrm{K}\ \textrm{km}\ \textrm{s}^{-1}\ \textrm{pc}^{-2})^{-1}$），我们将分子气体的全局密度限制为$\rho_{z\sim3}(M_{\textrm{H}_{2}})\leq 2.8 \times10^{8}\ M_{\odot}\ \textrm{Mpc}^{-3}$。