早期宇宙中的HD/H2分子云：原初氘问题
宇宙学与河外天体物理
2010-09-22 v1
摘要
我们在高红移处探测到新的HD吸收系统，红移分别为z_abs=2.626和z_abs=1.777，这些系统在类星体J0812+3208和Q1331+170的光谱中被识别。每个系统由两个子系统组成。确定了HD柱密度：在J0812+3208光谱中，z_A=2.626443(2)处log(N(HD),A)=15.70±0.07，z_B=2.626276(2)处log(N(HD),B)=12.98±0.22；在Q1331+170光谱中，z_C=1.77637(2)处log(N(HD),C)=14.83±0.15，z_D=1.77670(3)处log(N(HD),D)=14.61±0.20。其中三个子系统的实测HD/H2比值显著高于银河系云团的典型值。我们讨论了原初氘丰度的确定问题，该问题对宇宙重子密度Ω_b最为敏感。利用一个著名的分子云化学模型，我们估计了同位素比D/H=HD/2H_2=(2.97±0.55)×10^{-5}及相应的重子密度Ω_b h^2=0.0205^{+0.0025}_{-0.0020}。该值与通过分析宇宙微波背景辐射各向异性得到的Ω_b h^2=0.0226^{+0.0006}_{-0.0006}吻合良好。然而，在高红移云团中，在低金属丰度和低尘埃含量的条件下，即使存在自屏蔽，氢也可能未完全分子化。在这种情况下，HD/2H_2比值可能并不对应实际的D/H同位素比。我们估计了云团的分子化动力学以及宇宙学演化效应对其的影响。
引用
@article{arxiv.1009.4186,
title = {HD/H2 Molecular Clouds in the Early Universe: The Problem of Primordial Deuterium},
author = {S. A. Balashev and A. V. Ivanchik and D. A. Varshalovich},
journal= {arXiv preprint arXiv:1009.4186},
year = {2010}
}