On Modeling and Measuring the Temperature of the z~5 IGM
在高红移的低密度星系际介质（IGM）的温度是敏感的氢和HeII再电离的时间和性质，并可以从莱曼α森林吸收光谱测量。由于星系际气体在再电离过程中对加热的记忆会逐渐消失，因此需要尽可能接近再电离的测量。此外，在足够高的红移下测量IGM温度应该有助于隔离氢再电离的影响，因为HeII再电离开始较晚，在较低的红移下。受此启发，我们使用斑片状再电离的半数值模型来模拟z>5时的IGM温度。我们构建模拟莱曼α森林光谱从这些模型，并考虑其可观察到的影响。我们发现，在莱曼α森林的小尺度结构是敏感的IGM的温度，即使在红移的森林中的平均吸收高达90%。我们预测的精度在z~5 IGM温度可以测量使用现有的高分辨率类星体光谱的样本，并发现有趣的限制是可能的。例如，一个早期的再电离模型，其中再电离在z~10结束，应该是可区分的-在高统计显著性-从一个较低的红移模型，其中再电离在z~6完成。我们讨论改进我们的建模，可能需要强大的解释未来的测量。
2014-03-25 astro-ph.CO
Scale-dependent bias in the BAO-scale intergalactic neutral hydrogen
我讨论的z~2.3星系际介质的中性氢（HI）密度的波动，并表明它们与宇宙的超密度的关系是强烈的尺度依赖。这种行为源于众所周知的“邻近效应”的线性化版本，其中明亮的光源抑制原子氢密度。使用一种新的，系统的和详细的线性理论辐射转移计算，我演示了HI密度，因此反相关的总物质密度时，平均尺度超过莱曼极限平均自由path. The辐射转移指纹是非常独特的，应该是可测量的莱曼α森林。影响扩展到足够小的尺度，产生显着的失真的关联函数的形状周围的重子声学振荡峰，虽然峰值位置移动只有1.2%的平均源偏置b_j=3。畸变随b_j和其他天体物理参数的变化而显著变化，测量它将在不久的将来为电离光子源的性质提供一个有用的观测约束。
2014-03-28 astro-ph.CO
Agnostic Stacking of Intergalactic Doublet Absorption: Measuring the NeVIII Population
我们提出了一个盲目的搜索双重星系际金属吸收的方法称为“不可知堆叠”。使用一个前瞻性的建模框架，我们结合直接检测文献中测量的整体金属人口。我们应用这种新的方法来搜索NeVIII吸收在一组26高品质COS光谱。我们探测到一个前所未有的低限制的log N $>$ 12.3在0.47 $\leq z \leq$ 1.34在路径长度$Δ$ z = 7.36。该方法选择表观吸收，而不需要了解其来源。堆叠这种混合的人口稀释双重特征的复合光谱中的确定性的方式，使我们能够测量相应的NeVIII吸收的比例。我们在两种情况下叠加潜在的NeVIII吸收：吸收太弱，在直线研究中不显着（12.3 $<$ log N $<$ 13.7），和强吸收剂（log N $>$ 13.7）。我们没有检测到NeVIII吸收在这两个政权。结合我们的测量与直接检测，我们发现，NeVIII人口再现与幂律列密度分布函数的斜率$β= -1.86 \substack{+0.18 \\ -0.26}$和归一化日志$f_{13.7} = -13.99 \substack{+0.20 \\ -0.23}$，导致强NeVIII吸收剂$dn/dz =1.38 \substack{+0.97 \\ -0.82}$的发病率。我们推断NeVIII气体的宇宙质量密度为12.3 $<$ log N $<$ 15.0的$Ω_{NeVIII} = 2.2 \…
2018-03-03 astro-ph.CO astro-ph.GA
Detection of Extended He II Reionization in the Temperature Evolution of the Intergalactic Medium
我们提出了新的测量的星系际介质（IGM）的温度来自莱曼α森林超过2.0 < z < 4.8。森林中的61个高分辨率类星体光谱的小尺度结构量化使用一个新的统计，曲率，并转换为温度校准使用一套流体动力学模拟。在每个红移，我们专注于获得温度在一个最佳的过密度探测莱曼α森林，T（德尔塔），其中温度几乎是一个一对一的函数的曲率，无论斜率的温度密度关系。在这些测量中，2-sigma统计不确定性的中位数为8%，尽管由于IGM中未知的Jeans平滑量，可能存在可比的系统误差。我们使用我们的T（Delta）结果来推断平均密度T0时的温度。即使对于最陡的温度-密度关系，T0也必须从z ~ 4.4时的~8000 K增加到z ~ 2.8时的>~12000 K。这种增加与在没有He II再电离的情况下预期的T0单调下降不一致。因此，我们将观测到的温度升高解释为He II在z >~ 4.4时开始再电离的证据。T0的演化与He II在z ~ 3处再电离的结束是一致的，正如He II莱曼α森林的不透明度测量所表明的那样，尽管T0峰的红移在某种程度上取决于温度-密度关系的演化。这些新的温度测量结果表明，由于He II的再电离的热输入主导的IGM的热平衡在一个延长的时期内与Δ_z >~ 1。
2010-08-16 astro-ph.CO
Probing Intergalactic Neutral Hydrogen by the Lyman Alpha Red Damping Wing of Gamma-Ray Burst 130606A Afterglow Spectrum at z = 5.913
GRB 130606 A的光学余辉是雨燕观测到的，其红移值接近再电离年代（z = 5.913），这为探测星系际介质的电离状态提供了新的机会。在这里，我们提出了一个分析的红色Ly α阻尼翼的余辉光谱斯巴鲁/FOCAS在10.4-13.2小时后爆发。我们发现，极小模型只包括基线幂律和HI吸收在宿主星系没有得到一个很好的拟合，留下的残差显示凹曲率在8400-8900 A的振幅约0.6%的流量。在短波长范围内的这种曲率不能被解释为消光在主机与标准消光曲线，余辉光谱的固有曲率，或由已知的系统的不确定性，在所观察到的光谱。通过在宿主外部介入HI气体的红色阻尼翼可以使残差减少约3 σ统计显著性。我们发现，阻尼Ly α系统是不赞成的起源，这种干预HI吸收，从观察到的Ly β和金属吸收功能。因此，弥漫性IGM的吸收仍然是一个合理的解释。用一个简单的均匀IGM模型进行拟合，需要HI中性分数fHI ~ 0.1-0.5，这取决于到GRB宿主的距离，意味着高fHI IGM与观测到的暗Gunn-Peterson（GP）槽有关。这为再电离在z ~ 6处尚未完成提供了新的证据。
2014-02-06 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
Lensing and the Warm Hot Intergalactic Medium
弱透镜和宇宙微波各向异性（CMB）数据的相关性跟踪的压力分布的热，电离气体和底层的物质密度场。测量的相关性主要是由居住在晕重子。通过测量掩蔽所有已知晕后的残余互相关来检测来自未结合气体的贡献需要对这种相关性及其与模型参数的依赖性有理论上的理解。我们的模型假设气体在细丝是很好地描述了一个对数正态概率分布函数，与温度$10^{5-7}$ K和超密度$ξ\le 100$。透镜-康普顿化互相关主要由密度在$ξ\approx[3-33]$范围内的气体决定;信号产生于红移$z\le 1$。如果测得的互相关只有10%是由于未结合气体，那么最近的测量将银河系间介质平均温度的上限定为$\bar{T}_e\lesssim 10^6$ K。振幅与储存在丝中的重子分数成正比。透镜-康普顿化功率谱的峰值与晕圈中的气体不同，这使得区分两者的贡献成为可能。为了在宇宙学尺度上追踪低密度和低温等离子体的分布，必须从数据中减去晕的影响，这需要比目前可用的更大的信噪比的观测。
2017-07-12 astro-ph.CO
On the question of measuring spatial curvature in an inhomogeneous universe
时空的曲率，无论是在拓扑意义上，还是在超视界大小的斑块上的平均值，通常都等同于弗里德曼方程中出现的整体曲率项。然而，一般来说，宇宙是不均匀的，引力是一个非线性理论，因此任何曲率扰动都违反了FLRW模型的假设;在恒定时间表面上平均的局部曲率不一定会再现全局对称性的观测效果。此外，常时超曲面的曲率不是一个可观测的量，只能间接推断。在这里，我们研究的曲率模式的行为的非均匀时空的超曲面非微扰在数值相对论设置，以及如何与观察者推断的曲率对应。我们还注意到，在这一点上的意见变得敏感的曲率来源的不均匀性推断的平均性能的影响，发现一般协议与过去的文献。
2021-04-16 astro-ph.CO gr-qc
A consistent determination of the temperature of the intergalactic medium at redshift z=2.4
我们提出了新的测量星系际介质（IGM）的热状态在$z\sim2.4$来自吸收线配置文件中的Ly $α$森林。我们使用一个大的高分辨率流体动力学模拟校准的温度-密度（$T$ - $Δ$）之间的关系在IGM和HI列密度，$N_{\rm HI}$，和速度宽度，$b_{\rm HI}$，离散的LY $α$森林吸收体的分布。然后将该校准应用于Rudie等人（2012）最近提出的$b_{\rm HI}$- $N_{\rm HI}$分布的下限截止值的测量。我们推断一个幂律$T$ - $Δ$关系，$T=T_{0}Δ^{γ-1}$，在平均密度，$T_{0}=[1.00^{+0.32}_{-0.21}]\times10^{4}\rm\,K$和斜率$(γ-1)=0.54\pm0.11$的温度。该斜率与Rudie等人（2012）的分析结果完全一致;然而，平均密度下的温度几乎低了两倍，主要是由于这些作者假设的柱密度和物理密度之间的关系进行了调整。这些新的结果与Becker等人（2011）最近基于Ly $α$森林中透射通量曲率的温度测量结果非常一致。这表明IGM在这个红移的热状态是合理的，以及通过这些方法探测的密度范围内的特点。
2013-12-06 astro-ph.CO
A uniform metal distribution in the intergalactic medium of the Perseus cluster of galaxies
星系团成员星系中的恒星所产生的大多数金属（比氦重的元素）目前都存在于炽热的、发射X射线的星系团内气体中。对这种星系际介质的X射线线发射的观测表明，在星系团中心之外有一个相对较小的星系团与星系团之间的散射，并且在大半径范围内有铁的富集，这导致了金属富集发生在宇宙历史早期的想法。早期富集的模型预测在大半径的集群中均匀的金属分布，而后期富集，一些以前的研究所青睐的，预计将引入显着的空间变化的金属丰度。为了清楚地区分这些竞争模型，有必要通过测量集群中沿多个方向的大半径的丰度来测试潜在的不均匀性，这是迄今为止还没有做到的。在这里，我们报告了一个非常均匀的测量铁丰度，作为半径和方位角的函数，这在统计上与附近英仙座星系团边缘的恒定值0.306+/-0.012太阳一致。这种均匀的分布意味着星系际介质中的大部分金属富集发生在星团形成之前，可能超过100亿年前，在最大的恒星形成和黑洞活动期间。
2013-10-29 astro-ph.CO astro-ph.HE
Measuring the primordial curvature perturbations from the scalar induced gravitational waves
标量诱导引力波是由二阶微扰的原始曲率微扰产生的。我们从引力波观测中约束标量诱导引力波的分数能量密度。如果没有观测到标量诱导引力波，则标量诱导引力波的分数能量密度受到一定上限的限制。根据这些上限，我们可以得到对原始曲率扰动功率谱的约束。对于幂律标量功率谱，增加平方公里阵（SKA）标量诱导引力波的上限会影响功率谱的约束。在标准模型中，当SKA加入到由宇宙微波背景（CMB）和重子声学振荡（BAO）组成的组合数据集$\ln(10^{10}A_s)=3.038\pm0.013$和$n_s=0.9589^{+0.0021}_{-0.0011}$中时，在$68\%$置信水平下，标量振幅和谱指数的平均值向低值移动。我们还考虑了现有的地基引力波探测器、脉冲星定时阵列（PTAs）和500米口径球面射电望远镜（FAST）的影响，而CMB+BAO数据集的约束完全在它们的标量诱导引力波上限之内。此外，我们用谱指数$n_s$及其前两阶导数来刻画标量涨落谱。从理论上计算了标量诱导引力波的功率谱，给出了谱指数运行的约束条件和谱指数运行的约束条件。
2023-02-14 astro-ph.CO
The Faint End of the Quasar Luminosity Function at z~4: Implications for Ionization of the Intergalactic Medium and Cosmic Downsizing
本文提出了一种更新的z ~ 4类星体光度函数（QLF）的测定方法，改进了Glikman等人（2010）提出的QLF暗端测定方法的质量。我们已经从我们的调查样本中观察到了另外43个候选者，在z = 4.23处产生了一个额外的类星体，并将我们光谱跟踪的完整性提高到48%，因为在我们3.76 deg 2的调查区域内，候选者比R = 24亮。我们研究的效果，使用K-校正计算静止帧绝对星等在1450 A相比，直接从对象光谱测量M1450。我们发现一个光度依赖的偏见：基于模板的K-校正高估了低光度类星体的光度，可能是由于他们依赖于来自更高光度类星体的模板。结合我们的样本与明亮的类星体从斯隆数字巡天，并使用基于光谱的M1450的所有类星体，我们适合双幂律的分箱QLF。我们的最佳拟合有一个亮端斜率，α = 3.3 \pm 0.2，和一个暗端斜率，β = 1.6（+0.8/-0.6）。我们的新数据修正了QLF的模糊端斜率，使其更平坦，类似于在z ~ 3处测量的值。破裂的光度，虽然没有受到很好的限制，但在M* = -24.1（+0.7/-1.9），比z ~ 3大约暗1 - 1.5等。这个QLF意味着类星体占了IGM在这些红移下所需辐射的一半左右。
2011-01-03 astro-ph.CO
The Giant Gemini GMOS survey of z>4.4 quasars - I. Measuring the mean free path across cosmic time
我们已经获得了163个类星体的光谱在$z_\mathrm{em}>4.4$与双子座多目标光谱仪的双子座南北望远镜，最大的公开样品的高质量，低分辨率的光谱在这些红移。从这个均匀的数据集，我们产生了堆叠类星体光谱在三个红移间隔$z\sim 5$。我们模拟了低于静止坐标系莱曼极限（$λ_\mathrm{r}<912$极限）的通量，以评估星系际介质对HI电离辐射的平均自由程$λ_\mathrm{mfp}^{912}$。在平均红移$z_\mathrm{q}=4.56$，4.86和5.16，我们测量$λ_\mathrm{mfp}^{912}=(22.2\pm 2.3, 15.1\pm 1.8, 10.3\pm 1.6)h_{70}^{-1}$适当的Mpc与样本方差占主导地位的不确定性。结合我们的结果与低红移的$λ_\mathrm{mfp}^{912}$测量，数据很好地模拟了一个简单的幂律$λ_\mathrm{mfp}^{912}=A[(1+z)/5]^η$与$A=(37\pm 2)h_{70}^{-1}$ Mpc和$η= -5.4\pm 0.4$之间的$z=2.3$和$z=5.5$。这种快速的演化需要一种物理机制--超越宇宙膨胀--来降低宇宙的有效莱曼极限不透明度。我们推测，大多数的HI莱曼极限不透明度表现在气体外的星系暗物质晕，跟踪大规模的结构（如灯丝），其平均密度（因此中性分数）随宇宙时间…
2014-02-17 astro-ph.CO
Testing primordial black hole and measuring the Hubble constant with multiband gravitational-wave observations
存在两种与原初曲率扰动有关的随机引力波背景。一种是由于曲率扰动与张量扰动的非线性耦合而产生的引力波，另一种是在辐射占优时代，当大振幅曲率扰动重新进入视界时形成的二元原初黑洞的合并产生的引力波。在本文中，我们找到了这两种随机引力波背景的峰值频率之间的一个非常有用的关系。这一关系不仅为原初黑洞的存在提供了确凿的证据，而且为利用随机引力波背景的多波段观测测量哈勃常数$H_0$提供了一种方法。
2023-01-11 astro-ph.CO gr-qc
Astro2020 Science White Paper: Insights Into the Epoch of Reionization with the Highly-Redshifted 21-cm Line
再电离时期是宇宙历史上最后一次主要的相变，在大爆炸后大约10亿年，来自早期星系的光子电离了星系际介质。测量跃迁的特征对于理解早期星系和宇宙网以及对后期宇宙中的矮星系建模都很重要。但这样的测量需要探测星系际介质本身。在这里，我们描述了如何21厘米线的中性氢提供了一个强大的探测器的再电离过程中，因此，重要的约束，在当时的星系和星系际吸收。虽然现有的实验将在未来十年进行精确的统计测量，但我们认为，改进的21厘米分析技术-允许中性气体本身的成像-以及改进的理论模型，对于测试我们对这个重要时代的理解至关重要。
2019-03-18 astro-ph.CO
Heating of the Intergalactic Medium by Hydrogen Reionization
在再电离过程中，星系际介质被超音速电离锋（I-锋）脉冲加热。I-锋后的峰值气体温度$T_\mathrm{reion}$是再电离后热历史模型中的一个关键不确定性。在这里，我们使用高分辨率的辐射转移模拟研究的参数空间的$T_\mathrm{reion}$。我们发现，$T_\mathrm{reion}$是只有温和的敏感性的入射辐射的光谱在大多数的参数空间，温度主要由I-前速度。我们还探讨了目前的再电离模型预测$T_\mathrm{reion}$通过测量I-前速度在宇宙学辐射转移模拟。我们发现，后I-前的温度演变向更热的值作为再电离的进展。$T_\mathrm{reion} = 17,000-22,000$ K的温度在再电离的前半部分是典型的，但如果I-锋速度达到$\sim10^4$ km/s，如我们的模拟所发现的，则可能在该过程接近结束时达到$T_\mathrm{reion} = 25,000 - 30,000$ K。较短的再电离时期导致较热的$T_\mathrm{reion}$。我们讨论了$z>5$ Ly $α$森林观测的影响，其中可能包括视线通过热，最近再电离补丁的宇宙。从我们的参数空间研究的插值表是公开的，随着一个简单的适合的依赖$T_\mathrm{reion}$的I-前速度。
2019-04-02 astro-ph.CO astro-ph.GA
Measuring the Hubble constant and spatial curvature from supernova apparent magnitude, baryon acoustic oscillation, and Hubble parameter data
宇宙微波背景（CMB）各向异性（空间不均匀性）数据提供了最严格的约束哈勃常数，物质密度，空间曲率和暗能量动力学。其他的数据，敏感的演化只有空间均匀的宇宙模型的一部分，如Ia型超新星视星等，重子声学振荡距离，和哈勃参数测量，可以使用结合CMB数据更严格地约束参数。最近对CMB和非CMB数据的联合分析表明，在非平坦非倾斜暴胀模型中，略微闭合的空间超曲面更受青睐，暗能量动力学不能被排除，并且更倾向于较小的哈勃常数。我们发现，这些非CMB数据单独遵循的约束是一致的，从CMB数据单独遵循的，所以也一致，但弱于，从CMB和非CMB数据的联合分析遵循的约束。
2019-08-13 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Efficient adiabatic hydrodynamical simulations of the high-redshift intergalactic medium
我们提出了一个后处理工具GADGET-2绝热模拟各种观察到的属性的Ly $α$森林在$2.5 \leq z \leq 4$，使一个有效的参数估计。特别是，我们的热和电离的历史，不计算自洽默认GADGET-2模型。我们捕获的压力平滑的效果，通过运行GADGET-2在升高的温度地板，并使用适当的平滑内核。我们验证我们的程序，通过比较不同的统计数据来自我们的方法与那些来自使用自洽模拟GADGET-3。这些统计数字是：视线密度场功率谱、通量概率分布函数、通量功率谱、小波统计、曲率统计、HI柱密度（${\rm N_{HI}}$）分布函数、线宽（$b$）分布和$b$与$\log {\rm N_{HI}}$散射。对于$10^4$ K的温度下限和25的典型信噪比，结果在自洽GADGET-3模拟的20%内吻合良好。然而，对于$z=3$处的吸收路径长度为$\sim 5.35$，该差异小于预期的$1σ$样本方差。此外，对于给定的宇宙学，我们得到了一个计算时间因子$\sim N$，用于模拟$N \gg 1$不同热历史下的星系际介质。此外，我们的方法允许我们模拟气体的热和电离状态的非平衡演化，包括由于非标准源如宇宙射线和来自Blazars的高能$γ$射线引起的加热。
2017-11-10 astro-ph.CO astro-ph.GA
Measuring the diffuse Galactic synchrotron spectral index and curvature between 45 and 2300 MHz
University of Cambridge（剑桥大学）；Università degli Studi di Catania（卡塔尼亚大学）；INAF - Osservatorio Astrofisico di Catania（意大利国家天体物理研究所卡塔尼亚天文台）；INFN - Sezione di Catania（意大利国家核物理研究所卡塔尼亚分部）
本文通过多区域观测数据构建全天空同步辐射频谱指数和曲率图谱，采用最小二乘参数拟合方法，结合自由自由辐射模板去除和成分分离技术，验证了模型的可靠性，结果在20%的平均精度范围内。
2026-03-21 astro-ph.CO astro-ph.GA
Damping of long wavelength gravitational waves by the intergalactic medium
研究了星系际介质中带电粒子在引力波加速下的辐射问题。最大的加速度（从静止到最大速度，在未扰动时空的静止坐标系中保持非相对论性）被发现受到传播的球形引力波阵面曲率的限制。有趣的物理学产生于随后的辐射发射到温暖的热IGM，这是一个完全电离的氢等离子体与冻结的磁场$B$。据发现，对于绝大多数的传播方向，右手偏振辐射可以穿透等离子体在低于等离子体频率$\om_p$的频率，提供$\om<\om_b,$其中$\om_b=eB/m_e$满足$\om_b<\om_p$典型IGM条件。此外，在这种情况下的折射率是$n\gg 1,$，导致GW能量的增强的辐射耗散（相对于真空情况），如果两种电荷物质处于热平衡并且以相同的方式加速，则这对于电子来说更严重。然后电子的发射占优势，并通过在一个波长内的振幅的相干相加而进一步放大。$\lam\gtrsim 5\times 10^{13}$ ~cm的GW到电磁波的转换意味着这样的GW在被$\sim10^{-8}$ G的IGM B场显著阻尼之前只能传播距离$\lesssim 1$ ~Gpc。低频GW \textcolor{black}{targeted by pulsar-timing-arrays}将无法存活，除非IGM磁场远低于预期。未来的\textcolor{black}{space based}探测器（如激光干涉仪空间天线）所瞄准的\textcolor{bl…
2022-02-01 astro-ph.CO gr-qc
Measuring cosmic curvature with non-CMB observations
本研究利用非CMB观测数据（DESI BAO、DES超新星、宇宙计时器和强透镜时间延迟）约束宇宙曲率，发现ΛCDM模型下宇宙开放，与Planck结果存在2.6σ张力，且非平坦模型更优。
2025-09-11 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Strongly lensed type Ia supernovae as a precise late-universe probe of measuring the Hubble constant and cosmic curvature
强透镜Ia型超新星（SNe Ia）在测量多幅图像的时间延迟方面具有一定的优势，有望成为一种强大的后宇宙宇宙学探测器。在本文中，我们模拟了一个样本的透镜SNe Ia与时间延迟测量的时代的遗产调查的空间和时间（LSST）。基于距离求和规则，我们利用透镜Ia超新星对宇宙晚期的哈勃常数$H_0$和宇宙曲率参数$Ω_K$进行了与模型无关的约束.我们发现，如果可以观察到20个透镜状的Ia超新星，对$H_{0}$的约束优于SH0ES合作的测量。当透镜Ia超新星的事例数增加到100时，$H_{0}$的约束精度与普朗克2018年的结果相当。以200个透镜状Ia超新星事件作为乐观估计，得到了$ΔH_0=0.33$ $\rm km\ s^{-1}\ Mpc^{-1}$和$ΔΩ_K=0.053$。此外，我们还模拟了不同情况下的透镜类星体，并进行了比较，发现它们仍然是一种有用的宇宙学探测器，尽管它们的约束精度远低于透镜类星体。在LSST时代，对Ia超新星和类星体的时间延迟测量有望得到$ΔH_0=0.26 ~\rm km\ s^{-1}\ Mpc^{-1}$和$ΔΩ_K=0.044$的结果。
2022-06-01 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Shape of U: Measuring the Curvature of the Universe with Gravitational Waves
The University of Mississippi（密西西比大学）；University of California, Berkeley（加州大学伯克利分校）；Northwestern University（西北大学）
研究利用下一代引力波探测器观测到的明亮标准汽笛（中等质量双黑洞并合）来测量宇宙空间曲率参数Ω_k，发现双宇宙探索者和爱因斯坦望远镜网络可将Ω_k的1σ不确定度约束到0.029。
2026-06-02 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
A Novel Statistical Method for Measuring the Temperature-Density Relation in the IGM Using the $b$-$N_{\text{HI}}$ Distribution of Absorbers in the Ly$α$ Forest
本文提出了一种基于Ly $α$森林的Voigt剖面分解来确定星系际介质热状态的新方法。多普勒参数和柱密度的分布（$b$ - $N_{\text{HI}}$分布）对温度密度关系$T=T_0 (ρ/ρ_0)^{γ-1}$敏感，以往的工作通过拟合其低$b$截止值来推断$T_0$和$γ$。这种方法丢弃了大部分可用的数据，并且容易受到与截止值确定相关的系统学的影响。我们提出了一种方法，利用所有的信息编码的$b$ - $N_{\text{HI}}$分布建模其整个形状。我们采用核密度估计离散吸收线生成模型概率密度函数，然后使用主成分分解，以创建一个仿真器，可以评估任何地方的热参数空间。我们引入了贝叶斯似然这些模型的基础上，使参数推断通过马尔可夫链蒙特卡罗。该方法的鲁棒性进行了测试，将其应用到一个大网格的热历史模拟。通过进行160模拟测量，我们建立了我们的方法提供了无偏的估计和有效的不确定性的二维$(T_0, γ)$测量。此外，我们进行了一项试点研究，将这种方法应用于$z=2$的真实观测数据。使用200个吸收体，相当于一个单一的Ly $α$森林光谱的路径长度，我们测量$\log T_0 =4.092^{+0.050}_{-0.055}$和$γ=1.49^{+0.073}_{-0.074}$在良好的协议与截止拟合确定使用相同的数据。我们的方法远比截止拟合更灵敏，使得$\log T_0$和$γ$的测量…
2019-03-28 astro-ph.CO
Measuring the Mean Free Path of HI Ionizing Photons at $3.2\leq z\leq4.6$ with DESI Y1 Quasars
本研究利用DESI Y1的12,595条类星体光谱，在$3.2\leq z\leq4.6$处对HI电离光子平均自由程进行了模型无关的高精度测量，发现其红移演化较以往估计更平缓，且演化在$z\approx5$处变陡，标志着HI再电离的结束。
2025-02-17 astro-ph.CO astro-ph.GA
Probing Large-scale UV Background Inhomogeneity Associated with Quasars using Metal Absorption
我们研究了与高红移类星体种群相关的三维大尺度紫外背景不均匀性。我们这样做是通过测量金属吸收通过类星体吸收光谱叠加作为一个函数的距离最近的类星体在SDSS-IV/eBOSS上10秒的共同移动megaparsec尺度。我们研究了星系际介质吸收体和混合环星系介质吸收体以及O VI、C IV、Si IV和Si III中的探测吸收。在$2.4<z<3.1$的类星体附近可以看到总体上更强的高电离物质吸收。O VI吸收显示出特别强烈的变化，在某些情况下，C IV的影响是明显的，而Si III和Si IV的影响更小。我们进一步研究了$2.05<z<2.4$（随着时间的推移增加均匀性的微弱迹象），并探讨了金属吸收作为综合SDSS-r带通量类星体通量的函数的研究（产生一致但不太重要的结果）。虽然金属吸收确实显示出对大规模3D类星体接近的敏感性，但目前不完整的类星体样本限制了详细的解释。然而，这项工作确实表明，紫外线背景不均匀性存在于与类星体相关的几十秒的同动megaparsec尺度上，并且可以通过检查星系际介质中的金属吸收来精确测量。
2020-12-01 astro-ph.CO astro-ph.GA
