原初CMB温度涨落的局域爆发模型：氢线散射
宇宙学与河外天体物理
2016-02-17 v1
摘要
在平坦宇宙模型框架内，考虑各向同性辐射的瞬时爆发从其某个初始红移 z0 开始到现今 (z=0) 被观测到的传播过程。将自由电子的汤姆孙散射以及原初氢线 Ha、Hb、Pa 和 Pb 中的散射视为不透明度来源，并且在计算这些谱线单次散射的反照率时，我们考虑了背景黑体辐射对跃迁上能级的去激活。针对距爆发中心不同距离和不同 z0 值，计算了爆发光谱中这些谱线的轮廓。在一级近似下，这些轮廓不依赖于爆发辐射的能谱和强度。结果表明，在足够大距离处谱线呈吸收状，但随着距离减小可能出现发射分量，且随着距离进一步减小发射分量变强而吸收分量减弱。对于 Ha 与 Hb 线之和，吸收深度可达 2e-4，而 Pa 与 Pb 线之和的最大吸收约为 7e-6。因此温度涨落的相对幅度介于 1e-7 与 1e-9 之间。计算针对具有不同初始尺寸的爆发完成。对于相同 z0，当爆发尺寸小于某一值时氢线轮廓几乎重合，而当尺寸更大时谱线随爆发尺寸增大而减弱。
引用
@article{arxiv.1602.03695,
title = {Local bursts model of primordial CMB temperature fluctuations: scattering in hydrogen lines},
author = {V. K. Dubrovich and S. I. Grachev},
journal= {arXiv preprint arXiv:1602.03695},
year = {2016}
}
备注
20 pages, 8 figures