原初氢复合中的辐射转移效应

计算高精度的宇宙学复合史近期一直受到特别关注，因为它是预测宇宙微波背景各向异性角功率谱时的主要理论不确定度来源。由于极低的逃逸概率，Lyman 跃迁，特别是 Lyman-alpha 线，长期以来被认为是复合的瓶颈之一。Sobolev 近似不足以精确描述 Lyman 线附近的辐射转移，其他工作已经计算了几项修正。本文计算了一些先前被忽略的辐射转移效应的影响。首先，结合纳入完整再分布核的辐射转移代码，评估了 Lyman-alpha 线附近的 Thomson 散射效应；利用解析近似研究了在氢线蓝端由光学厚氘 Lyman-alpha 线产生的畸变反馈效应；结果表明，在宇宙学氢复合期间这两种效应均可忽略。其次，评估了高激发态、不重叠的 Lyman 跃迁的重要性；结果表明，在不损失精度的情况下，Ly-gamma 以上谱线的逃逸以及 Ly-beta 和更高谱线中的频率扩散可以忽略。第三，发展了一种推广 Sobolev 近似的形式体系以考虑高激发态 Lyman 线的重叠，结果表明这对复合史的影响可忽略不计。最后，探讨了宇宙学氢复合微波激射器的可能性；结果表明，在本文提出的纯辐射处理中不存在此类微波激射器。