宇宙黎明时期的原始磁场：HERA与SKA的21-cm预测
宇宙学与河外天体物理
2026-05-08 v1
摘要
原始磁场(PMFs)可通过源生额外的小尺度物质涨落来增强宇宙黎明时期低质量暗核的丰度。这种增强的小尺度能量可加速早期星系形成，将Lyman-耦合、X射线加热和电离化的时机向更早的时间偏移，并在全局21-cm信号和波动21-cm信号上留下相关的特征。我们将快速解析框架{\tt zeus21}扩展以包含物理上合理的PMF对线性物质功谱的贡献，包括再合并前的辐射阻尼和磁压在磁雅各尺度以下的抑制。该实现保留了{\tt zeus21}的速度和模块化，使其能够高效地探索PMF参数空间。对于，我们量化了PMFs对早期结构形成和21-cm观测的影响，并对不同 fiducial 磁场幅度进行预测。结合21-cm预测与外部CMB先验，我们发现随着实验的进行，可以通过其对小尺度结构的影响来探测PMFs，从而提供与现有宇宙学探针的互补约束。
引用
@article{arxiv.2605.05323,
title = {Primordial Magnetic Fields at Cosmic Dawn: 21-cm Forecasts with HERA and SKA},
author = {Keduse Worku and Hector Afonso G. Cruz and Marc Kamionkowski},
journal= {arXiv preprint arXiv:2605.05323},
year = {2026}
}
备注
16 pages, 8 figures, submitted to PRD