氧泵：用CMB映射再电离时代
天体物理学
2007-05-23 v1
摘要
我们考虑在高红移星际介质(IGM)中泵动63.2微米中性OI细结构线的作用，类似于针对宇宙HI 21cm线的Wouthuysen-Field效应。我们表明，约1300Å处的软紫外背景可影响人口水平，如果显著比例的IGM体积被填充为包含中性OI的"化石HII区域”，则可产生CMB的非忽略的光谱失真。来自红移z的OI以发射方式被观测，在(1+z)63.2微米处呈现，在7<z<10之间可产生CMB的平均光谱失真，其y参数为y=(10⁻⁹ - 3×10⁻⁸) (Z/10⁻³Z_⊙) (I_UV)，其中Z为IGM的平均金属丰度，I_UV为1300Å处的紫外背景，以10⁻²⁰ erg/s/Hz/cm²/sr为单位。由于O与H处于电荷交换平衡，此签名的测量可追踪再电离时代暗年期结束前的金属丰度，是补充宇宙21cm研究的手段。虽然未来的CMB实验，如Planck可将金属丰度约束至10⁻²Z_⊙水平，但专为此目的设计的实验可能实现探测。该失真在小角尺度上的波动也可能被探测到。
引用
@article{arxiv.astro-ph/0612363,
title = {Oxygen Pumping: Mapping the Reionization Epoch with the CMB},
author = {Carlos Hernandez-Monteagudo and Zoltan Haiman and Raul Jimenez and Licia Verde},
journal= {arXiv preprint arXiv:astro-ph/0612363},
year = {2007}
}
备注
5 pages, 2 figures, submitted to ApJ