坠落宇宙中的辐射传递：III. 宇宙致电源的本质
天体物理学
2009-10-30 v1
摘要
中性星际介质(IGM)向几乎完全中和介质过渡的历史可以揭示宇宙致电源的特征。我们研究了在不规则IGM中 HII 和 HeIII 区域体积充填因子的演化，并讨论了射电强活跃星系图谱密度快速下降以及在 z>3 观察到的大量星形成星系的再电场景。当单个复合时间内发射超过 1 ryd 能量的光子数等于平均氢原子数时，高度非均匀宇宙中的氢成分才会被完全致电。若星源负责在 z=5 维持 IGM 中和，则该时代的星系形成率必须与从 z=3 的光学观测推断的相当或更高，宇宙中每单位质量的平均金属丰度约为 1/500 太阳金属丰度。在暗物质星系中（圆形速度 v_circ=50 km/s）的早期星系，可能是高 z 处紫外光的主要来源之一，可通过下一代太空望远镜被探测到。在星系辐射率在 z>3 时迅速下降的模型预测较晚的 HeII 再电时代，这一特征可能解释 Reimers 等人(1997) 在 z=2.9 处检测到的 patchy HeII Lyman-alpha 以及 Songaila(1998) 在同一时代 SiIV/CIV 比率突变所观察到的现象，但这些模型在 z=5 时似乎无法提供所需的氢致电光子数。
引用
@article{arxiv.astro-ph/9809058,
title = {Radiative Transfer in a Clumpy Universe: III. The Nature of Cosmological Ionizing Sources},
author = {Piero Madau and Francesco Haardt and Martin J. Rees},
journal= {arXiv preprint arXiv:astro-ph/9809058},
year = {2009}
}
备注
LaTeX, 29 pages, 5 figures, submitted to the ApJ