ПОГЛОЩЕНИЕ В ЛИНИИ ВОДОРОДА 21 см ПРИ z > 10 КАК ЧУВСТВИТЕЛЬНЫЙ ИНСТРУМЕНТ ПОСТРОЕНИЯ КОСМОЛОГИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ В МАЛЫХ МАСШТАБАХ

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Вычислена интенсивность поглощения реликтового излучения в линии 21 см нейтрального водорода при наличии в спектре космологических возмущений плотности дополнительной мощности в виде “бампа”. Основным эффектом, усиливающим поглощение, является более раннее рождение первых звезд, формирующих фон УФ-излучения. Это излучение понижает спиновую температуру нейтрального водорода и тем самым усиливает поглощение в линии 21 см. Сравнение различных космологических моделей (с бампом в спектре возмущений плотности и без него) показывает, что по положению частотного профиля поглощения можно определить вероятное положение бампа в спектре возмущений и, тем самым, реконструировать спектр космологических возмущений в масштабах k > 1 Мпк-1.

Об авторах

Ю. Н. Ерошенко

Институт ядерных исследований РАН

Email: eroshenko@inr.ac.ru
Москва, Россия

В. Н. Лукаш

Астрокосмический центр ФНАН

Email: email@example.com
Москва, Россия

Е. В. Михеева

Астрокосмический центр ФНАН

Email: email@example.com
Москва, Россия

С. В. Пилипенко

Астрокосмический центр ФНАН

Email: email@example.com
Москва, Россия

М. В. Ткачев

Астрокосмический центр ФНАН

Email: email@example.com
Москва, Россия

Список литературы

  1. Баркана, Лоуб (R. Barkana and A.Loeb), Astrophys. J. 626, 1 (2005).
  2. Баркана (R. Barkana), Nature 555, 71 (2018).
  3. Бенвис и др. (H.T.J. Bevins, A. Fialkov, E. de Lera Acedo, W.J. Handley, S. Singh, R. Subrahmanyan, and R. Barkana), Nature Astron. 6, 1473 (2022).
  4. Бехрузи и др. (P.S. Behroozi, R.H. Wechsler, and H.-Y.Wu), Astrophys. J. 762, 109 (2013).
  5. Бехрузи, Силк (P. Behroozi and J. Silk), MNRAS 477, 5382 (2018).
  6. Блас и др. (D. Blas, J. Lesgourgues, and T. Tram), JCAP 07, 034 (2011).
  7. Бовман и др. (J.D. Bowman, A.E.E. Rogers, R.A. Monsalve, T.J. Mozdzen, and N. Mahesh), Nature 555, 67 (2018).
  8. Ваутхаузен (S. Wouthuysen), Astron. J. 57, 31 (1952).
  9. Гнедин, Шавер (N.Y. Gnedin and P.A. Shaver), Astrophys. J. 608, 611 (2004).
  10. де Лера Аседо (E. de Lera Acedo), 2019 International Conference on Electromagnetics in Advanced Applications (ICEAA), 0626–0629, doi: 10.1109/ICEAA.2019.8879199 (2019).
  11. Жанг и др. (M. Zhang, B. Yue, Y. Xu, and A. Ferrara), Astrophys. J. 984, 100 (2025).
  12. Иномата и др. (K. Inomata, M. Braglia, and X. Chen), JCAP 4, 011 (2023).
  13. Лукаш В.Н., Михеева Е.В., Письма в ЖЭТФ 121, 421 (2025).
  14. Месингер и др. (A. Mesinger, S. Furlanetto, and R. Cen), MNRAS 411, 955 (2011).
  15. Монсалв и др. (R.A. Monsalve, A.E.E. Rogers, J.D. Bowman, and T.J. Mozdzen), Astrophys. J. 847, 64 (2017).
  16. Монсалв и др. (R.A. Monsalve, B. Greig, J.D. Bowman, A. Mesinger, A.E.E. Rogers, T.J. Mozdzen, N.S. Kern, and N. Mahesh), Astrophys. J. 863, 11 (2018).
  17. Монсалв и др. (R.A. Monsalve, A. Fialkov, J.D. Bowman, A.E.E. Rogers, T.J. Mozdzen, A. Cohen, R. Barkana, and N. Mahesh), Astrophys. J. 875, 67 (2019).
  18. Муноз и др. (J.B. Munoz, J. Mirocha, J. Chisholm, S.R. Furlanetto, and C. Mason), MNRAS Lett. 535, L37 (2024).
  19. Наик и др. (S.S. Naik, P. Chingangbam, S. Singh, A. Mesinger, and K. Furuuchi), JCAP 05, 038 (2025).
  20. Наф, Силк (B.B. Nath and J. Silk), MNRAS 327, L5 (2001).
  21. Новосадный и др. (B. Novosyadlyj, Y. Kulinich, and D. Koval), arXiv:2410.07380 [astro-ph.CO].
  22. Падманабхан, Лоуб (H. Padmanabhan and A. Loeb), Astrophys. J. Lett. 953, L4 (2023).
  23. Пресс, Шехтер (W.H. Press and P. Schechter), Astrophys. J. 187, 425 (1974).
  24. Притчард, Лоуб (J.R. Pritchard and A. Loeb), Rep. Progr. Phys. 75, 086901 (2012).
  25. Притчард, Фурлането (J.R. Pritchard and S.R. Furlanetto), MNRAS 367, 1057 (2006).
  26. Сингх и др. (S. Singh, T.J. Nambissan , R. Subrahmanyan, N.U. Shankar, B.S. Girish, A. Raghunathan, R. Somashekar, K.S. Srivani, et al.), Nature Astron. 6, 607 (2022).
  27. Ткачев и др. (M.V. Tkachev, S.V. Pilipenko, E.V. Mikheeva, and V.N. Lukash), MNRAS 527, 1381 (2024a).
  28. Ткачев и др. (M.V. Tkachev, S.V. Pilipenko, E.V. Mikheeva, and V.N. Lukash), Phys. Rev. D 110, 083530 (2024b).
  29. Филд (G. Field), Proc. IREE Aust. 46, 240 (1958).
  30. Фурлането, Лоуб (S. Furlanetto and A. Loeb), Astrophys. J. 611, 642 (2004).
  31. Фурлането (S. Furlanetto), MNRAS 371, 867 (2006).
  32. Хирата (C.M. Hirata), MNRAS 367, 259 (2006).
  33. Шеф, Тормен (R.K. Sheth and G. Tormen), MNRAS 329, 61 (2002).
  34. Шпригел (V. Springel), MNRAS 364, 1105 (2005).
  35. Эйд и др. (P.A.R. Ade, N. Aghanim, C. Armitage-Caplan, M. Arnaud, M. Ashdown, F. Atrio-Barandela, J. Aumont, C. Baccigalupi, et al.), Astron. Astrophys. 571, A16 (2014).

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML

© Российская академия наук, 2025