非均匀再电离产生的动力学 Sunyaev-Zel'dovich 信号：参数空间研究
宇宙学与河外天体物理
2015-06-03 v2
摘要
【摘要】非均匀再电离是宇宙微波背景（CMB）中角分尺度各向异性的一个来源，其中最重要的是动力学 Sunyaev-Zel'dovich（kSZ）效应。阿塔卡马宇宙学望远镜（ACT）和南极望远镜（SPT）的观测工作正准备首次探测到该信号。事实上，最近的 SPT 测量结果在忽略（允许）热 Sunyaev-Zel'dovich（tSZ）效应与宇宙红外背景（CIB）之间相关性的情况下，给出了在 95% 置信水平下，多重矩 l=3000 附近的无量纲 kSZ 功率谱上限 P_tot < 2.8 (6) micro K^2。为了解释这些及未来的观测结果，我们使用公开可用的代码 21cmFAST，计算了约 100 组再电离模型产生的 kSZ 信号。我们的物理驱动再电离模型由以下参数化：高红移星系的电离效率、能够 Hosting 恒星的晕的最小维里温度，以及电离光子的平均自由程。我们预测 patchy 再电离的贡献为 P_patchy = 1.5-3.5 micro K^2。因此，即使保守地采用再电离后信号的较低估计值 P_OV ~ 2 micro K^2，我们的模型中没有一个与不包含相关性的激进 2sigma SPT 上限一致。这意味着：(i) 再电离的早期阶段比我们所探讨的恒星驱动情景所暗示的要均匀得多，例如，如果极高能 X 射线或奇异粒子有显著贡献的情况；和/或 (ii) CIB 与 tSZ 之间存在显著相关性。另一方面，保守的 SPT 上限与我们的所有模型兼容，并且处于约束再电离的边缘。
引用
@article{arxiv.1112.1820,
title = {The kinetic Sunyaev-Zel'dovich signal from inhomogeneous reionization: a parameter space study},
author = {Andrei Mesinger and Matthew McQuinn and David Spergel},
journal= {arXiv preprint arXiv:1112.1820},
year = {2015}
}
备注
15 pages, 12 figures, MNRAS in-press