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利用超临界黑洞周围超精细线余辉探测原初$^3$He

宇宙学与河外天体物理 2019-11-06 v1 星系天体物理

摘要

我们考虑了从高红移z=1530z=15\hbox{--}30吸积黑洞周围电离区发射的3^3HeII超精细线(静止频率8.67GHz8.67 \, \rm GHz)的探测可能性。我们表明,在黑洞吸积耗尽且HeIII复合为HeII之后,8.67GHz谱线的亮温度会增加并达到峰值。这个增亮期持续长达4000万年。我们发现,在此期间,最大亮温度达到0.20.5μ\simeq 0.2\hbox{--}0.5 \muK,具体取决于此类黑洞开始增长的时期。发射超精细线的区域的最大角大小约为0.50.5'。来自这样一个区域的通量(0.3nJy\simeq 0.3 \, \rm nJy)太小,无法被SKA1-MID探测到。来自由SKA1-MID的合成波束和带宽所限定体积内的许多发射区域的集体通量的均方根可能达到100 nJy,这有可能被SKA1-MID探测到。

关键词

引用

@article{arxiv.1910.08622,
  title  = {Probing primordial $^3$He from hyperfine line afterglows around supercritical black holes},
  author = {Evgenii O. Vasiliev and Shiv K. Sethi and Yuri A. Shchekinov},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1910.08622},
  year   = {2019}
}

备注

7 pages, 2 figures, accepted in MNRAS