早晨宇宙中的 X 射线特征

[已节选] 由于其长均束长度和对星际介质 (IGM) 的高效加热，X 射线可能对宇宙的热力学和电离历史产生显著影响。我们在 various signals 中探索了这一影响：(i) 电离历史：包括 X 射线的结果将导致更早、更持久的电离。X 射线加热有效的热力学反馈可能导致约 10% 电离的持续阶段。(ii) 电离形貌：X 射线在电离中占据约 10% 的贡献会导致更均匀的形貌，尽管与相同全局中性分数 $x_H$ 下的比较而言，影响相对温和。然而，形貌变化无法通过增加电离源的偏差来抵消，这使其成为一个稳健的特征。(iii) 动力学斯坦海夫-泽尔多夫 (kSZ) 效应：在固定电离历史下，X 射线将在 $l=3000$ 处的 kSZ 功率降低约 0.5 微克平方。我们的极端模型中，X 射线主导电离，唯一在假设无热斯坦海夫-泽尔多夫 (tSZ) - 尘埃星系相关性的情况下，才与南极望远镜的上限相符。由于这种极端模型不太可能，我们得出结论， tSZ-尘埃星系信号应占相当比重。(iv) 宇宙 21 cm 信号：X 射线对 21 cm 功率谱在电离的后期阶段 ($x_H<0.7$) 的影响相对温和，除非处于极端、以 X 射线为主导的模型中。X 射线最大的影响在于支配 IGM 的加热。在事实上，除非热力学反馈有效，否则 X 射线加热的时代很可能与电离开始 ($x_H>0.9$) 重合。这导致 21 cm 功率谱为约 10-100 倍，远高于忽略此重叠效应的粗略估计。然而，如果热力学反馈有效，X 射线加热与电离之间的持续阶段将为探测 IGM 在发射中的物质功率谱提供干净的探针。