原始黑洞群体对高红移21 cm观测的影响
宇宙学与河外天体物理
2026-04-24 v1 广义相对论与量子宇宙学
摘要
21 cm信号是探测高红移宇宙最具前景的手段之一，传统上在预测21 cm信号时未考虑活跃星系核（AGN）的影响，主要是由于在早期JWST前缺乏对z>6处AGN的观测证据。然而，随着JWST在z~10处发现多个AGN，必须在预测21 cm信号时纳入这些早期AGN的影响。假设这些AGN由原始黑洞（PBH）种子引发，我们采用半数值模型进行研究。具体而言，我们扩展了明确 conserving光子的再电离框架（SCRIPT），纳入必需的宇宙黎明物理和PBH贡献。这使我们能够在自洽框架下计算21 cm信号的整体信号和功率谱，覆盖红移范围z~30-5。进一步地，我们研究了不同质量函数（遵循当前观测约束）对信号的影响。PBH的X射线加热显著减缓全局21 cm信号的深度，并抑制宇宙黎明期间预期功率的振幅。我们也发现，质量函数的选择在塑造21 cm信号方面起关键作用，甚至会导致显著不同的预测。
引用
@article{arxiv.2604.21666,
title = {Impact of Primordial Black Hole population on 21 cm observables at high redshift},
author = {Atrideb Chatterjee and Barun Maity and Koushiki},
journal= {arXiv preprint arXiv:2604.21666},
year = {2026}
}
备注
Submitted to A&A