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对 z>6 处氢电离发射率的模型无关约束

宇宙学与河外天体物理 2019-09-12 v1

摘要

建模再电离往往需要对电离源的性质做显著假设。此处,我们从当前再电离约束推断 z=414z=4-14 处氢电离光子的总输出(电离发射率 N˙ion\dot{N}_\textrm{ion}),对电离源性质最大程度上不可知。我们使用贝叶斯分析拟合 N˙ion\dot{N}_\textrm{ion} 的非参数形式,使我们能灵活探索整个先验体积。我们推断在 z>6z>6N˙ion\dot{N}_\textrm{ion} 随红移下降,这可用作再电离模型的基准。来自 CMB 光深以及 Lyα\alpha 与 Lyβ\beta 森林暗像素分数的模型无关再电离约束给出 N˙ion\dot{N}_\textrm{ion} 演化(dlog10N˙ion/dzz=68=0.31±0.35d\log_{10}\dot{N}_\textrm{ion}/dz|_{z=6\rightarrow8} = -0.31\pm0.35 dex),与星系下降的 UV 光度密度一致,假设恒定的电离光子逃逸分数与效率。纳入来自星系与类星体的 Lyα\alpha 阻尼测量产生更快速的下降:dlog10N˙ion/dzz=68=0.44±0.22d\log_{10}\dot{N}_\textrm{ion}/dz|_{z=6\rightarrow8} =-0.44\pm0.22 dex,比下降的星系光度密度(若外推至 MUV13M_\mathrm{UV} \lesssim -13 之外)更陡,并将再电离中点约束在 z=6.93±0.14z = 6.93\pm0.14

关键词

引用

@article{arxiv.1907.11332,
  title  = {Model-independent constraints on the hydrogen-ionizing emissivity at z>6},
  author = {Charlotte A. Mason and Rohan P. Naidu and Sandro Tacchella and Joel Leja},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1907.11332},
  year   = {2019}
}

备注

submitted to MNRAS