宇宙重子分数与外围星际致发射背景

我们重新评估了从 Lyman-alpha 森林观测中对宇宙重子密度的约束，考虑到最简单引力不稳定模型中所有自由参数的不确定性。这种不确定性主要来自致发射背景的不确定性，但对星际介质热状态的不完全了解也对误差预算贡献显著。虽然森林来的数据在重子分数上倾向于略高于大爆炸核合成值 $\Omega_b h^2 = 0.02 \pm 0.001$，但差异最多只有约 3 $\sigma$。例如，假设采用最高估计的致发射背景（如 Steidel、Pettini 与 Adelberger 最近对 Lyman-break 星系的大逃逸率测量所示），我们找到 $\Omega_b h^2 = 0.045 \pm 0.008$。另一方面，Scott 等人通过近邻效应测得的致发射背景值则暗示 $\Omega_b h^2 = 0.03 \pm 0.01$。我们提供一个表达式，未来可据此推导 $\Omega_b h^2$ 的似然值——当森林、核合成和微波背景的约束相互一致时，将为引力不稳定模型提供强大的检验。我们还发展了一种形式化方法，以统计方式处理重子密度的下界，这在只有致发射背景下界已知时更为恰当。最后，我们讨论了逃生率测量对 Lyman-break 星系年龄、结构和恒星内容的意义。