重联辐射时代

我们对由星系照射引起的 IGM（原始星系间隙介质）重联辐射过程进行建模，以预测重联辐射时代。我们使用精细的半分析模型来跟踪星系的形成。我们的研究代表了过去更完整和更物理一致的重联辐射建模，包含在将重子质子坠落进入暗物质星系中的建模以及在星系内部气体的冷却与凝结模型（包括来自自一致计算的致离子背景照射加热以及 H2 冷却）方面的显著改进。我们发现，在以 sigma8~0.9 为参数的 LCDM 宇宙学模型下，重联辐射可在 z~10-20 之前完成。然而，仅在做出关于高红移处反馈物理的极端假设后，带有可变谱指数的宇宙学模型才能在 z~9 之前实现重联。我们还考虑了 Baugh 等人讨论的星系形成模型，发现该模型可在 z~12 前实现宇宙的重联。上述结果假设星系中恒星产生的所有致离子光子都能够逃逸并对 IGM 进行致离子。如果这种情况不成立，则重联辐射的红移可能会显著降低。我们发现，在第一批恒星通过 H2 分子冷却、非常巨大的质量且致离子光子逃逸率约为 10-30% 的模型中，可能发生持续的部分重联和双重重联。此类模型直到 z~6-7 才完全完成重联，但预测的电子散射光学深度可达 0.15。在 sigma8=0.7-0.8 的模型下，如 WMAP 三年数据所建议的模型，重联红移降低，但也可与 WMAP 三年数据所建议的较低光学深度相一致。