重联化历史的热力学记忆效应
天体物理学
2009-11-07 v3
摘要
WMAP最近对巨大的电子散射光学深度τ_e=0.17±0.04的测量，与一个简单模型相吻合：在z~15时星际介质(IGM)被电离化，此后保持高度电离状态。然而我们指出，现有在z~2-4处从Lyman-α频谱线测得的IGM温度数据排除了此“香草”模型。 在合理假设下，只要宇宙在z=10之前完成重联且持续高度电离，IGM将达到渐近热力学状态，但该状态远低于观测值。为同时满足CMB与频谱线约束，重联历史必须较为复杂：在z>15开始重联，但在6<z<10或4<z<10（或单电离氦）期间，中性氢和/或中性氦的比例必须发生显著(约为单位量级)的变化。我们描述了一个满足当前所有观测的物理动机重联模型。我们还探讨了随机重联历史的影响，发现晚期HeII→HeIII重联可引起IGM温度显著散布，但散布随时间迅速减小。最后，我们提供一个热力学渐近公式，讨论可能规避我们约束的额外加热机制。
关键词
引用
@article{arxiv.astro-ph/0302439,
title = {The Thermal Memory of Reionization History},
author = {Lam Hui and Zoltan Haiman},
journal= {arXiv preprint arXiv:astro-ph/0302439},
year = {2009}
}
备注
10 pages, submitted to ApJ, new references, additional discussion on earlier work and partial HeII reionization