宇宙微波背景的光学深度与星系际介质的再电离
天体物理学
2007-05-23 v1
摘要
我们结合高红移星系和黑洞形成模型,检验了近期WMAP-3对tau_e = 0.09 +/- 0.03(宇宙微波背景(CMB)的电子散射光学深度)的观测所设定的再电离纪元(红移z_r)的约束。标准解释始于计算出的光学深度tau_e = 0.042 +/- 0.003,该值对应于完全电离介质延伸到z_r = 6.1 +/- 0.15,包括在z ~ 3处复合的电离氦。在z > z_r时,还必须考虑来自早期黑洞(射线预电离)产生的电子以及不完全复合留下的残余电子的散射。计算电离历史x_e(z)的不准确性为tau_e增加了系统性的不确定性来源。z > z_r处所需的散射可用于约束“第一缕光”源的电离贡献。在高红移星系中,恒星形成效率、电离光子产生率和光子逃逸分数被限制为产生不超过Delta-tau_e < 0.03 +/- 0.03。与近期模型相比,在z=10-20处,迷你暗晕恒星形成和黑洞X射线预电离的贡献被抑制了5-10倍。CMB光学深度和类星体光谱中的H I (Ly-alpha)吸收都与H I再电离纪元z_r ~ 6一致,该纪元提供了z < z_r处总tau_e的50%,其后是z ~ 6-20处的部分电离介质。
引用
@article{arxiv.astro-ph/0702323,
title = {Optical Depth of the Cosmic Microwave Background and Reionization of the Intergalactic Medium},
author = {Michael Shull and Aparna Venkatesan},
journal= {arXiv preprint arXiv:astro-ph/0702323},
year = {2007}
}
备注
15 pages with 2 figures, submitted to ApJ