Population III.1 闪现重联对 CMB 极化和 Thomson 散射光学深度的影响

Population III.1 理论对于超大质量黑洞(SMBH)形成预测了一个非常早($z\sim20-25$)、暂态的``闪现'' cosmic reionization 阶段，由超大质量恒星驱动，这些恒星是SMBH的前体。随后宇宙迅速复合变为主要中性，直到星系在 $z\sim 10$ 开始重新电离星际气体。Population III.1 闪现的整体 Thomson 散射光学深度 $\tau$ 被证明为 $\tau_{\rm PopIII.1}\sim0.03$，导致总 $\tau\sim0.08-0.09$。虽然这个值显著大于之前从 {\it Planck} 对低-$l$ $EE$ 极化功率谱的 CMB 推断值，但可以帮助缓解标准 $\Lambda$CDM 宇宙学模型所面临的若干``张力''，尤其是对负 neutrino 质量和动态暗能量的偏好。我们计算 Population III.1 闪现的 $EE$ 功率谱。我们发现由于其非常高的红移，$l\lesssim8$ 模式的贡献在相同 $\tau$ 值下显著减小，相对于常规低-$z$ 重联模型，而 $l\gtrsim8$ 的功率则得到放大。因此，Pop III.1 重联情景为增加 $\tau$ 提供了自然方式，同时保持接近最新 CMB 低-$l$ 极化观测。