利用 LOFAR 探测弥漫星际介质中 21cm 森林的前景
宇宙学与河外天体物理
2015-06-11 v2
摘要
我们讨论了利用射电望远镜 LOFAR 探测弥漫星际介质 (IGM) 中 21cm 森林的可行性。21cm 谱线的光深是利用包含电离光子详细辐射转移的再电离模拟推导得出的。我们发现，具有相似总共动氢电离发射率但不同频率分布的再电离模型，其光谱看起来显著相似。因此，除非再电离历史彼此差异极大（例如紫外加热与 X 射线加热的主导地位不同），否则我们不期望通过观测 21cm 森林来区分它们。由于强 X 射线背景的存在会使 21cm 谱线吸收的探测变得不可能，因此缺乏吸收可用作探测 X 射线背景存在/强度及宇宙热历史的探针。沿随机视线，LOFAR 可能探测到来自的光谱全局抑制，此时 IGM 仍主要为中性且寒冷；这与在较低红移处可见的虽宽但定义更明确的吸收特征形成对比。与稀有高密度气体囊相关的尖锐强吸收特征，也可沿优先视线在处被探测到。
引用
@article{arxiv.1209.2615,
title = {Prospects for detecting the 21cm forest from the diffuse intergalactic medium with LOFAR},
author = {B. Ciardi and P. Labropoulos and A. Maselli and R. Thomas and S. Zaroubi and L. Graziani and J. S. Bolton and G. Bernardi and M. Brentjens and A. G. de Bruyn and S. Daiboo and G. J. A. Harker and V. Jelic and S. Kazemi and L. V. E. Koopmans and O. Martinez and G. Mellema and A. R. Offringa and V. N. Pandey and J. Schaye and V. Veligatla and H. Vedantham and S. Yatawatta},
journal= {arXiv preprint arXiv:1209.2615},
year = {2015}
}
备注
12 pages, 13 figures. MNRAS, in press