冷暗物质模型中的星际氦吸收
摘要
HUT 和 HST 的观测最近检测到沿两条高红移类星体视线的 HeII 吸收。我们使用包含气体动力学的宇宙模拟来调查冷暗物质 (CDM) 结构形成理论中的 HeII 吸收。我们考虑两种不同归一化的 Omega=1 CDM 模型以及一个 Omega_0=0.4 CDM 模型，所有模型均包含 Haardt & Madau (1996) 计算的光离子 UV 背景光谱。模拟的气体分布结合 H&M 光谱形状，解释了 taubar_HI 和 taubar_HeII 的相对观测值，即 HI 和 HeII 吸收的有效平均光学深度。如果背景强度达到 H&M 所预测的水平，则匹配 taubar_HI 和 taubar_HeII 的绝对值需要更大的碳浓度（对于各种 CDM 模型，因素在 1.5 到 3 之间），高于我们假设的值 Omega_b h^2=0.0125。如果 HeII 光离子率在约 2.2 < z < 3.3 的观测红移范围内保持基本不变，模拟便可再现 taubar_heII 的演化。CDM 模拟中的 HeII 吸收由 diffuse、fluctuating 的星际介质产生，这也导致 HI 里尔-阿尔法森林。相当一部分 HeII 透过度来源于 HI 透过度极低的稀疏区域。我们计算了 HeII 和 HI 吸收的统计特性，可用于检验 CDM 模型并将其与由 HeII 吸收由离散紧凑云导致的替代场景区分开来。CDM 场景预测大量碳质物质居住在高红移稀疏区域，HeII 吸收是探测此类极稀疏星际气体的唯一敏感手段，因此可为这一根本性预测提供关键检验。
引用
@article{arxiv.astro-ph/9611053,
title = {Intergalactic Helium Absorption in Cold Dark Matter Models},
author = {Rupert A. C. Croft and David H. Weinberg and Neal Katz and Lars Hernquist},
journal= {arXiv preprint arXiv:astro-ph/9611053},
year = {2009}
}
备注
Accepted for publication in ApJ, 36 pages, LaTeX (aaspp4), 12 figures. Changes include addition of more information on statistical uncertainties and on the adopted UV background. Also available at http://www-astronomy.mps.ohio-state.edu/~racc/