暗年代非线性聚类及其对小暗核21cm背景的影响
摘要
位于virial化小暗核内的氢原子产生红移21cm谱线发射的辐射背景，其角度波动反映了再电离前及进行中的聚类情况。我们此前已表明，该发射在计划中的Low Frequency Array (LOFAR)和Square Kilometer Array (SKA)在flat LambdaCDM模型下可能被探测到。这提供了对z>6时期“暗年代”结构的直接探针，并且可约束比以前受限的更小尺度。我们原来的计算中采用了称为“线性偏置”的标准近似方法[如Mo & White (1996)]。本文改进了该处理方法，考虑了非线性聚类的影响。为此，我们发展了一种新的解析方法用于计算暗核的非线性Euler偏置，该方法同样适用于其他应用。我们将该方法的预测与LambdaCDM N体模拟结果进行比较，显示其与标准线性偏置近似的一致性显著优于后者。应用于小暗核的21cm背景时，我们的方法预测的波动幅度在低频率和小尺度处与原先预测相差最多30%。然而，在LOFAR和SKA按当前计划可观测的频率范围和角尺度内，差异较小，原先的预测仍然稳健。我们的结果表明，观测频率带宽较小导致信号更大且更敏感于非线性效应，但这一效应被无线电阵列的降低灵敏度所抵消。我们计算出这些观测的最佳频率带宽为Delta nu~2 MHz。
引用
@article{arxiv.astro-ph/0209216,
title = {Nonlinear clustering during the cosmic Dark Ages and its effect on the 21-cm background from minihalos},
author = {Ilian T. Iliev and Evan Scannapieco and Hugo Martel and Paul R. Shapiro},
journal= {arXiv preprint arXiv:astro-ph/0209216},
year = {2007}
}
备注
10 pages, 5 figures, submitted to MNRAS, changed to accomodate the comments of the referee, Figure 1 is with degraded resolution due to archive file size restrictions, full-resolution figure available from Authors upon request