利用JWST的宇宙红外背景涨落测量重建再电离前源区的发射
宇宙学与河外天体物理
2015-05-20 v2
摘要
我们提出了一种利用宇宙红外背景（CIB）涨落来探测红移10<z<30源区的新方法，该方法基于JWST/NIRCam的一种配置，该配置将在0.5-5微米波段隔离出已知星系至28 AB星等。目前，在斯皮策（Spitzer）和Akari的2-5微米数据中已识别出显著且相互一致的扣除源后的CIB涨落，但我们证明了近期CIBER数据在较短波长处存在内部不一致性。我们评估了剩余星系的CIB贡献，并表明高红移源的主体将处于NIRCam波束的混淆噪声中，因此需要进行CIB研究。精确测量涨落的角功率谱并探究其聚类成分对剩余散粒噪声功率的依赖性，将有助于区分当前提出的各种起源模型并探测其源区的流量分布。我们表明，对于现有仪器而言，剩余星系在可见光波段对CIB涨落的贡献很大，这妨碍了对CIB涨落假想莱曼截断的探测。我们证明，利用所提出的JWST配置，此类测量将能够探测莱曼截断。我们开发了一种莱曼截断层析成像方法，利用NIRCam的波长覆盖范围，通过相邻双波段相减来识别或约束在宇宙走出“黑暗时代”期间，红移10<z<30范围内的发射历史。我们将所提出的层析成像方法应用于当前斯皮策/IRAC在3.6和4.5微米的测量数据，发现它已对z>30的发射给出了一个有趣的低上限。
引用
@article{arxiv.1412.5566,
title = {Reconstructing emission from pre-reionization sources with cosmic infrared background fluctuation measurements by the JWST},
author = {A. Kashlinsky and J. C. Mather and K. Helgason and R. G. Arendt and V. Bromm and S. H. Moseley},
journal= {arXiv preprint arXiv:1412.5566},
year = {2015}
}
备注
ApJ, in press. Minor revisions/additions to match the version in proofs