再电离时期 [C II] 谱线强度映射的预言与灵敏度预测
星系天体物理
2019-03-13 v2 宇宙学与河外天体物理
摘要
利用中性氢的 21 cm 谱线以及来自首批星系的互补发射谱线对高红移宇宙进行观测，有望为我们理解再电离时期打开新大门。我们利用高动态范围宇宙学模拟结合半解析模型，给出了红移 z=6--9 处 [C II] 158 微米谱线与 H I 21 cm 发射的预言。我们发现 CONCERTO 实验应当能够探测到红移高达 z=8 的 [C II] 发射的大尺度功率谱（在 1500 小时积分下，k = 0.1 h/cMpc 处信噪比 ~ 1）。类似 CCAT-p 的二期(Stage II)实验应当能在相近积分时间内以高显著性探测到更高红移的 [C II]（在 z=6--9 处 k = 0.2 h/cMpc 信噪比约 50）。我们研究了将此类未来 [C II] 测量与利用 LOFAR 和 SKA 的 21 cm 测量相结合以测量 [C II]-21cm 交叉功率谱的可能性，发现二期实验应当能够测量 k < 1 h/cMpc 的交叉功率谱，信噪比优于 10。我们讨论了此类测量约束与再电离相关的天体物理参数的能力，并表明 [C II]-21cm 交叉功率谱的测量有助于打破电离源质量与亮度之间的简并。
引用
@article{arxiv.1802.04804,
title = {Predictions and sensitivity forecasts for reionization-era [C II] line intensity mapping},
author = {Sebastian Dumitru and Girish Kulkarni and Guilaine Lagache and Martin G. Haehnelt},
journal= {arXiv preprint arXiv:1802.04804},
year = {2019}
}
备注
15 pages, 7 figures; accepted for publication in MNRAS