耀变体加热宇宙中的莱曼α森林
宇宙学与河外天体物理
2015-05-28 v2
摘要
直到最近人们才认识到，耀变体的TeV发射可以通过成对产生高能电子和正电子来显著加热星系际介质（IGM），这些高能电子和正电子进而激发剧烈的等离子体不稳定性，导致对动能对的局部耗散。在这项工作中，我们使用宇宙学流体动力学模拟来模拟这种耀变体加热在红移 时对莱曼α森林的影响。我们发现耀变体加热在IGM中产生了一个反比的温度-密度关系，并自然地解决了先前仅包含光加热的森林模拟中存在的许多问题。特别地，我们包含耀变体加热的模拟同时再现了观测到的有效光学深度和温度随红移的变化、观测到的透射通量概率分布函数以及观测到的通量功率谱，覆盖了我们分析的全部红移范围 。此外，通过将莱曼α森林分解为热展宽的单条谱线之和，我们发现与观测到的线宽分布下截止和中性氢柱密度的丰度具有极好的一致性。利用对宇宙紫外（UV）背景的最新约束，这种与观测的极好一致性不需要重新调整UV背景的振幅；而过去常规使用这种程序来匹配观测到的透射通量水平。我们还表明，即使允许这种重新调整，我们的耀变体加热模型也比标准模拟更好地匹配数据。莱曼α数据与基于最新宇宙学参数的模拟之间的这种一致性表明，包含耀变体加热缓解了先前从莱曼α测量和其他宇宙学数据推导出的 约束之间的紧张关系。[摘要已删节]
引用
@article{arxiv.1107.3837,
title = {The Lyman-alpha forest in a blazar-heated Universe},
author = {Ewald Puchwein and Christoph Pfrommer and Volker Springel and Avery E. Broderick and Philip Chang},
journal= {arXiv preprint arXiv:1107.3837},
year = {2015}
}
备注
18 pages, 13 figures, added an analysis in which all simulations are scaled to the observed effective optical depth, added some discussion about the local Lyman-alpha forest, accepted for publication in MNRAS