A Search for X-Ray Reionization Signatures from Cross-Correlation of Wmap and ROSAT Rass Data
基于ROSAT全天巡天（RASS）和WMAP五年观测资料，对宇宙微波背景（CMB）偏振图和软X射线背景（SXRB）之间可能存在的相关性进行了观测研究。这是由以下事实激发的，即一些CMB偏振可能是由于在再电离时期由X射线加热源产生的自由电子引起的CMB光子的散射而产生的。探测到这种相关性，就可以研究X射线加热在再电离过程中的作用。然而，由ROSAT RASS和WMAP五年图构建的CMB偏振图和SXRB图的交叉角功率谱是一致的，没有相关性。我们将这种负检测归因于极弱的信号和大的仪器噪声。虽然未来的搜索是需要与高灵敏度的仪器为CMB偏振和软X射线光子，我们目前的研究结果仍然可以作为一个有用的约束X射线加热的影响，在再电离的时代。
2009-03-09 astro-ph.CO
On dark matter - dark radiation interaction and cosmic reionization
对于我们宇宙的暗区，一个有趣的可能性是暗物质粒子可能与暗辐射成分相互作用。如果暗物质和暗辐射物质与标准模型粒子之间的非引力相互作用被高度抑制，那么天体物理学和宇宙学可能是我们探索这种暗区动力学的唯一窗口。众所周知，这样的暗扇区将导致小尺度结构的抑制，这将受到莱曼- $α$森林的测量的限制。在这项工作中，我们认为这样的黑暗部门对我们的宇宙再电离历史的宇宙学签名。在“ETHOS”（有效结构形成理论）框架下，我们证明了如果我们的宇宙中存在这样一个暗区，低质量暗物质晕的抑制也会减少电离光子的总数，从而影响我们宇宙的再电离历史。我们放置在这样的黑暗部门的相互作用强度的限制，通过使用普朗克卫星的光学深度的测量值，以及从要求一个成功的再电离的历史。我们比较和对比这种情况下，温暖的暗物质的情况下，也抑制小尺度上的结构形成。在一个暗物质与无菌中微子相互作用的模型中，我们发现ETHOS参数$a_4\lesssim 1.2\times10^6\textrm{ Mpc}^{-1}$有一个界限。对于温暖的暗物质模型，我们约束的质量$m_{\textrm{WDM}}\gtrsim 0.7\textrm{ keV}$，这是从莱曼- $α$测量得到的界限。未来的21厘米实验将测量再电离和中性氢功率谱的全球历史，这可能导致更强的约束或发现秘密的暗区相互作用。
2018-08-22 astro-ph.CO hep-ph
The scale-dependent signature of primordial non-Gaussianity in the large-scale structure of cosmic reionization
宇宙结构的形成取决于暴胀产生的初始密度涨落的统计分布。虽然最简单的模型预测了一个几乎完美的高斯分布，但更一般的模型预测了一个原始非高斯（PNG）的水平，观测可能还不够敏感，可以检测到。最近普朗克合作测量的CMB温度各向异性双谱显着收紧观测的限制，但他们仍然远离最简单的膨胀模型预测的PNG水平。低于CMB灵敏度的探测水平将需要其他方法，例如寻找PNG对星系晕集群的统计印记。在再电离时期（EoR），第一批恒星和星系向星系际介质（IGM）释放辐射，产生电离斑块，其大尺度几何形状和演化反映了恒星形成星系的潜在丰度和大尺度集群。IGM中的电离斑与星系晕之间的这种统计联系表明，观测再电离可能是限制PNG的另一种方法。我们采用线性微扰理论的再电离和半解析模型的基础上的扩展集形式主义的PNG对EoR的影响建模。我们量化PNG的大尺度结构的再电离的电离密度偏差，即电离原子的傅立叶空间中的总物质的超密度的比率，在小波数的影响。正如以前的研究发现，PNG创建一个规模依赖的签名晕偏差，所以，同样，我们发现一个规模依赖的签名电离密度偏差。我们的结果，这与以前的尝试在文献中描述这种PNG签名显着不同，将被应用到其他地方来预测其可观察到的后果，例如，在宇宙21厘米的背景。
2013-05-30 astro-ph.CO
Impacts of Dark Stars on Reionization and Signatures in the Cosmic Microwave Background
我们对暗恒星对宇宙再电离历史的可能影响及其在宇宙微波背景（CMB）中的特征进行了详细而系统的研究。我们计算了包括暗星在内的一系列恒星星族的氢再电离历史、CMB光学厚度和各向异性功率谱。如果暗星通过核散射捕获大量的暗物质，再电离可以被大大延迟，导致综合光学深度下降，最后散射和大规模的EE偏振功率谱的功率。利用WMAP7观测到的积分光学深度，在我们的正则再电离模型中，我们排除了具有高散射诱导捕获率的暗恒星占据了所有第一批恒星形成重子的90%以上，并且寿命超过2.5亿年的参数空间部分。当核散射只提供了适量的暗物质时，再电离可以稍微加速，适度增加CMB的光学深度。如果暗星没有通过核散射获得任何暗物质，那么对再电离和宇宙微波背景辐射的影响可以忽略不计。暗星对再电离及其CMB标记的影响可以通过改变再电离模型的现有参数来很大程度上模拟或补偿，这使得暗星难以从天体物理学的不确定性中解脱出来，但也拓宽了再电离模型中标准参数的范围，这些参数可以与观测结果保持一致。
2011-09-01 astro-ph.CO astro-ph.SR hep-ph
Dark-ages reionization & galaxy formation simulation V: morphology and statistical signatures of reionization
本文利用数值模拟中的暗期、再电离和星系形成观测量（DRAGONS）框架，研究了星系形成物理对再电离期（EoR）电离氢（HII）区形态和统计的影响。DRAGONS自洽耦合半解析的星系形成模型与非均匀电离紫外背景，因此可以用来研究的电离源星系人口的反馈现象的形态和统计的依赖性的再电离。星系形成物理学的变化改变了HII区域的大小以及21厘米功率谱的振幅和形状。在星系物理学的研究中，我们发现超新星反馈在再电离中起着最重要的作用，在没有这种反馈的情况下，HII区域高达$\approx 20$ %的较小和功率谱振幅的分数差异高达$\approx 17$ %。我们比较我们的星系形成为基础的再电离模型与过去的计算，假设恒定的恒星晕质量比，并发现，正确选择的最小晕质量，这样的模型可以模仿预测的再电离形态。因此，在固定的中性分数的再电离形态是唯一的决定由星系形成的细节，但对托管的电离源的大部分晕的质量是敏感的。因此，简单的EoR参数化是再电离统计的准确预测。然而，使用未来的21厘米观测来完全理解再电离将需要结合其他观测，用现实的星系形成模型来解释。
2016-08-15 astro-ph.CO astro-ph.GA
The High-Redshift Neutral Hydrogen Signature of an Anisotropic Matter Power Spectrum
在高红移氢的21厘米辐射中，各向异性的功率谱将有一个清晰的特征。我们计算出预期的功率谱的强度波动中性氢从再电离的时代之前，并预测未来的实验可以约束功率谱中的四极各向异性的准确性。我们发现，平方公里阵列将有边缘检测能力，这个信号在z~17，如果再电离的过程还没有开始，再电离可以大大提高可检测性。推动更高的红移和更高的灵敏度将允许高精度（百分比水平）的各向异性测量。
2011-08-02 astro-ph.CO
Signatures of X-rays in the early Universe
由于其长的平均自由程和对星系际介质（IGM）的有效加热，X射线可能对宇宙的热和电离历史产生巨大影响。我们在各种信号中探索这一点：（i）再电离历史：包括X射线导致更早，更长时间的再电离。来自X射线加热的有效热反馈可以产生延长的~10%的电离时期。(ii)再电离形态：X射线对再电离的相当大的贡献（~10%）导致更均匀的形态，尽管当在相同的全局中性分数xH下进行比较时，影响是适度的。然而，形态的变化不能通过增加电离源的偏置来抵消，使其成为稳健的特征。(iii)动力学Sunyaev-Zel'dovich（kSZ）效应：在固定的再电离历史下，X射线使l=3000时的kSZ功率降低约0.5 microK^2。我们的极端模型中，X射线占主导地位的再电离是唯一一个勉强符合上限从南极望远镜，假设没有热Sunyaev-Zel'dovich（tSZ）-尘埃星系的相关性。由于这种极端的模型是不可能的，我们得出结论，应该有一个相当大的tSZ尘埃星系信号。(iv)宇宙21厘米信号：在再电离的高级阶段（xH<0.7），X射线对21厘米功率谱的影响是适度的，除了极端的X射线主导的模型。X射线的最大影响是控制IGM加热。事实上，除非热反馈是有效的，否则X射线加热的时期可能与再电离的开始重叠（xH>0.9）。这导致21 cm功率谱比忽略该重叠的朴素估计所获得的功率谱高约10-100倍。然而，如果热反馈是有效的，由此产…
2013-04-17 astro-ph.CO
The 21-cm BAO signature of enriched low-mass galaxies during cosmic reionization
对第一批恒星形成的研究已经确定，它们是通过分子氢冷却在$\sim 10^5 - 10^6 M_{\odot}$的小晕中形成的。由于来自恒星的低水平紫外线辐射足以分解分子氢，在通常假设的情况下，这种恒星形成的原始模式以红移$z \sim 15$结束，更多质量的晕开始主导恒星的形成。然而，来自第一批恒星的金属富集可能使较小的晕继续形成恒星。在这封信中，我们探讨了在富含金属的低质量晕中恒星形成对来自$z = 6-40$的中性氢红移21厘米信号的可能影响。这些晕显着影响的超音速流的速度，其特征重子声学振荡（BAO）签名。因此，低质量星系的富集可以在很宽的红移范围内在21厘米功率谱中产生强烈的信号，特别是如果小晕中的恒星形成比目前的模拟更有效的话。我们表明，即将到来的射电望远镜可以很容易地区分各种可能的情况。
2016-03-28 astro-ph.CO
Large Opacity Variations in the High-Redshift Lyman-alpha Forest: the Signature of Relic Temperature Fluctuations from Patchy Reionization
最近对莱曼-α森林的观测显示星系间莱曼-α不透明度的大尺度空间变化，在z>5时随着红移的快速增长，远远超过了经验模型的预期。以前的研究试图用电离背景的空间涨落来解释这种过剩，但发现这需要极其罕见的源或电离光子的平均自由程的低值。在这里，我们报告说，大部分-或可能所有-观察到的过量可能来自残余的空间变化的温度，这是一个不可避免的副产品的一个补丁和扩展的再电离过程。以这种方式产生的不透明度波动的幅度取决于再电离的时间和持续时间。如果整个过剩是由于温度变化单独，所观察到的波动幅度有利于一个后期结束，但延长再电离过程，大约是一半完成的z~9和结束在z~6。在这种情况下，最高的不透明度出现在最早重新电离的区域，因为它们有最多的时间冷却，而最低的不透明度出现在最近重新电离的温暖区域。这种对应关系可能为斑片状再电离打开了一个新的观测窗口。
2015-12-01 astro-ph.CO astro-ph.GA
Quantitative Constraints on the Reionization History from the IGM Damping Wing Signature in Two Quasars at z > 7
在再电离过程中，星系际介质（IGM）中的中性氢在高红移类星体的光谱上留下了阻尼翼吸收特征的印记。对这个特征的探测为一个显著中性的宇宙提供了令人信服的证据，并使在那个时期测量氢中性部分$x_{\rm HI}(z)$成为可能。然而，从这种技术获得可靠的定量约束，是具有挑战性的，由于随机性引起的补丁内-外拓扑结构的再电离，退化类星体的寿命，和未知的未吸收类星体光谱接近休息帧Ly $α$。通过对高红移宇宙的高分辨率流体动力学模拟，将再电离拓扑的大体积半数值模拟与一维辐射转移相结合，建立了类星体再电离过程中的透射谱模型。我们最先进的方法捕捉到了在偏置类星体晕中阻尼翼强度的分布，这些偏置类星体晕应该在更早的时候被再电离，以及类星体环境中由其自身电离辐射引起的中性气体的侵蚀。结合这个详细的模型与我们的新技术预测类星体的连续性及其相关的不确定性，我们引入了贝叶斯统计方法来共同约束中性的宇宙和类星体的寿命从个人类星体光谱的分数。我们将这种方法应用于已知的两个最高红移类星体ULAS J1120+0641和ULAS J1342+0928的光谱，并测量了体积平均中性分数$\langle x_{\rm HI} \rangle(z=7.09)=0.48^{+0.26}_{-0.26}$和$\langle x_{\rm HI} \rangle(z=7.54)=0.60^{+0.20}_{-0.23}$（后中位数…
2018-02-16 astro-ph.CO
The spectral evolution of the first galaxies. II. Spectral signatures of Lyman continuum leakage from galaxies in the reionization epoch
从z>6星系逃逸的电离光子的比例（fesc）是评估这些天体在宇宙再电离中的作用时的一个重要参数，但星系际介质的不透明性排除了在这些时期直接测量单个星系的fesc。我们认为，由于fesc调节星云发射对星系光谱的影响，它仍然应该是可能的间接探测fesc以及再电离时代。作为第一步，我们证明，通过结合测量的休息帧的UV斜率β与Hb发射线的等效宽度，具有非常高的莱曼连续逃逸分数（fesc>0.5）的星系应该是可识别的z~9通过光谱与即将到来的詹姆斯韦伯太空望远镜（JWST）。以低红移星系团后面的强透镜星系为目标，可以获得质量足够好的JWST谱，其中M（1500）<-16.0的星系在z~7，M（1500）<-17.5的星系在z~9。尘埃遮蔽的恒星形成可能会使分析复杂化，但ALMA或计划中的SPICA任务的支持观测可能会对这些星系的尘埃性质提供有用的限制。
2013-08-31 astro-ph.CO
Detecting the signature of helium reionization through 3HeII 3.46cm line-intensity mapping
Heidelberg University（海德堡大学）；Universität Bonn, Argelander-Institut für Astronomie（波恩大学阿根兰德天文学研究所）；SISSA, International School for Advanced Studies（国际高等研究院）；Università di Trieste（的里雅斯特大学）；IFPU, Institute for Fundamental Physics of the Universe（宇宙基础物理研究所）；Max-Planck-Institut für Astronomie（马克斯·普朗克天文学研究所）；Kavli IPMU (WPI), UTIAS, The University of Tokyo（东京大学 Kavli 宇宙粒子与天体物理学研究所）；Aix Marseille Univ, CNRS, CNES, LAM（艾克斯-马赛大学）；INAF – Astronomical Observatory of Trieste（意大利国家天体物理研究所的里雅斯特天文台）
研究通过3.46厘米线强度测绘探测氦再电离特征，评估其在不同射电巡天中的可探测性及对再电离时间的约束能力。
2025-11-21 astro-ph.CO
A Per-Baseline, Delay-Spectrum Technique for Accessing the 21cm Cosmic Reionization Signature
测量宇宙再电离21厘米辐射功率谱的一个关键挑战是补偿干涉仪采样模式的频率依赖性，这可能导致平滑的光谱前景出现不平滑，并降低前景和目标信号之间的分离。在本文中，我们提出了一种方法，明确占这种频率依赖性的前景去除。我们将Parsons & Backer（2009）中介绍的延迟变换应用于干涉仪的每个基线，以将平滑频谱前景集中在该基线上物理可实现的最大几何延迟的范围内。通过专注于延迟模式，对应于超出地平线的图像域区域，我们表明，这是可能的，以避免大量的平滑频谱前景。我们将延迟模式的点扩散函数映射到k空间，表明未被前景破坏的延迟模式也代表三维功率谱的样本，并且可以用于约束宇宙再电离。因为它只使用光谱平滑度来区分前景与目标21 cm签名，所以这种每基线分析方法依赖于光谱和空间平滑的仪器响应来去除前景。对于足够水平的仪器平滑度相对于干扰前景，这种技术大大降低了校准水平以前认为必要的检测21厘米再电离。因此，这种方法对阵列内的天线配置限制较少，便于采用针对功率谱灵敏度优化的配置。在这些假设下，我们证明了PAPER在7个月的观测中，利用132个偶极子，在k~0.2h Mpc^-1附近，以10 mK^2的振幅探测21 cm再电离的潜力。
2012-07-20 astro-ph.CO astro-ph.IM
Disentangling patchy reionization signatures from primordial gravitational waves using CMB $E$-mode and $B$-mode polarization
本研究开发贝叶斯框架结合CMB $E$-模和$B$-模偏振，利用SCRIPT模型中的$EB$估计器分离斑驳再电离与原初引力波信号，证实CMB-S4和PICO实验能高置信度探测斑驳$B$-模并助力$r$的无偏测量。
2023-10-25 astro-ph.CO
Simulating Cosmic Reionization and the Radiation Backgrounds from the Epoch of Reionization
大规模的再电离模拟相结合的宇宙学N-体模拟，模拟不断变化的密度和速度场，并确定星系晕源的结果，与射线跟踪辐射转移计算模型的非平衡电离的星系际介质。这些模拟已被用来预测宇宙辐射背景，包括CMB，近红外和红移21厘米背景的再电离的一些签名的影响。我们总结了我们最近在这项工作中取得的一些进展，并解决这样的签名效果的观测是否可以用来区分不同质量的星系再电离的相对贡献的问题。
2012-11-02 astro-ph.CO astro-ph.GA
The Signatures of Large-scale Temperature and Intensity Fluctuations in the Lyman-alpha Forest
再电离过程似乎不可避免地会在星系际介质中产生大规模的温度波动。使用玩具温度模型和详细的加热历史从宇宙学模拟的HeII再电离，我们研究的后果，不均匀加热的Ly-alpha森林。在物理上动机良好的模型中，温度波动的影响可能令人惊讶地微妙。事实上，我们表明，在我们的再电离模拟预测的水平上的温度波动不会引起可检测的签名，在以前已经采用的统计类型。然而，由于在视线Ly-alpha森林功率谱中，小尺度密度功率与大尺度模式的混叠，早期的分析对具有>~ 30 Mpc波长的3D模式不敏感-温度波动可能相对最大的尺度。正在进行的重子振荡光谱巡天（BOSS）的目标是测量来自大样本类星体的Ly-alpha森林P_F的3D功率谱，以避免这种混淆。我们发现，物理驱动的温度模型可以改变P_F在一个统一的水平，在k <~ 0.1共动Mpc^{-1}，一个大小，应该很容易检测到与BOSS。紫外背景强度的波动也能显著地改变P_F。这些特征将使BOSS有可能研究HeII在2 < z < 3处再电离的热影响，并限制电离背景源的模型。未来的光谱测量可以将这种测量扩展到更高的红移，可能检测到氢再电离的热印记。
2011-07-13 astro-ph.CO
Signatures of metal-free star formation in Planck 2015 Polarization Data
从普朗克宇宙微波背景（CMB）偏振测量的宇宙再电离历史的标准分析只考虑电子散射的总光学深度（$τ$），并进一步假设一个阶梯状的再电离历史。然而，偏振数据包含超出整体光学深度的信息，并且阶跃函数的假设可能会错过对光学深度的高红移贡献，并导致有偏的$τ$约束。考虑到其完整的再电离信息内容，我们重新考虑使用简单但物理动机的再电离模型解释普朗克2015年低频仪器（LFI）偏振数据。我们表明，这些测量仍然，事实上，允许一个不可忽略的贡献，从无金属（波普-III）恒星形成的质量$M \sim 10^5-10^6 M_\odot$在$z \gtrsim 15$的迷你晕，提供这种模式的恒星形成是相当低效的。我们的最佳拟合模型包括一个早期的，自我调节阶段的波普-III恒星形成的再电离历史具有渐进的，高原的功能。在这个模型中，宇宙体积的20%的$\sim$被$z \sim 20$电离，但它仍然提供了一个很好的匹配普朗克LFI测量。尽管当数据的全部信息内容被合并时是优选的，但在标准分析中，这种模型将是不受欢迎的。这种偏好主要是由$10 \lesssim \ell \lesssim 20$多极处E模式偏振的过量功率驱动的，这可能反映了数据中剩余的系统误差、统计波动或第一批恒星的特征。普朗克高频仪器（HFI）的测量应该能够证实或反驳这一暗示，未来的宇宙方差有限的E模式偏振调查可以提供更多关于这些特征的信息
2016-10-03 astro-ph.CO
Can an Anti-de Sitter Vacuum in the Dark Energy Sector Explain JWST High-Redshift Galaxy and Reionization Observations?
National Centre for Radio Astrophysics, Tata Institute of Fundamental Research（塔塔基础研究所射电天体物理国家中心）；Jamia Millia Islamia（贾米娅米利亚伊斯兰大学）；Korea Astronomy and Space Science Institute（韩国天文与空间科学研究院）
本文探讨了暗能量领域反德西特真空对高红移星系观测的解释能力，发现其无法单独解决星系过剩问题，需结合天体物理性质演变。
2026-02-06 astro-ph.CO astro-ph.GA
Impact of Sommerfeld enhancement on helium reionization via WIMP dark matter
暗物质湮灭会对宇宙中的许多天体物理过程产生强烈的影响。在索默菲尔德增强的湮没截面的情况下，湮没率在后期增强，从而增强了潜在的湮没特征。在这里，我们计算的夏季增强湮灭签名的时代，氦再电离，时代，氦成为完全电离，由于高能光子。当考虑从CMB注入的能量的上限，我们发现，由此产生的丰富的He $^{++}$成为独立的暗物质粒子质量。因此，与标准场景相比，所得到的增强高出1-2个数量级。对于符合CMB约束的实际情况，氦再电离的历元没有明显的变化，它是在红移$3$和$4$之间完成的。虽然很难将暗物质湮灭与天体物理学贡献（活动星系核）分开，但使用大型强子对撞机（LHC）对暗物质粒子及其相互作用的潜在探测将使人们能够量化暗物质的贡献。
2018-02-15 astro-ph.CO
The Large-Scale Observational Signatures of Low-Mass Galaxies During Reionization
对再电离时期的观测为我们提供了关于电离光子源或早期恒星和星系的性质和演化的线索。我们提出了一套新的结构形成和辐射转移模拟从PRACE4LOFAR项目，旨在调查辐射反馈的机制，或抑制恒星形成电离区的紫外辐射，可以推断出这些意见。我们的源晕质量向下延伸到$10^8 M_\odot$，在$10^8$到$10^9 M_\odot$质量范围内的源预计特别容易受到电离辐射的反馈，我们改变了这种抑制的侵略性和性质。我们不仅有四个不同的源模型，我们还包括两个盒子大小（67 Mpc和349 Mpc），每个盒子都有两个网格分辨率。这套模拟使我们能够研究我们的结果的鲁棒性。我们所有的模拟结果与观测到的宇宙微波背景辐射的电子散射光学深度和氢在$z\sim6$的中性分数和光电离率基本一致。特别是，我们调查的红移21厘米发射在即将到来的无线电干涉仪观测的预期。我们发现，21厘米的信号和各种统计的整体形状是强大的源抑制的确切性质，盒子的大小，和分辨率。在21厘米信号的非高斯和小尺度功率谱中，有一些很有前途的模型鉴别器。
2015-12-11 astro-ph.CO
The signature of galaxy formation models in the power spectrum of the hydrogen 21cm line during reionization
本研究通过后处理三个星系形成流体模拟，发现不同模型的21厘米全局信号相近，但小、中尺度功率谱存在由反馈机制导致的独特印记，可用于约束高红移星系反馈理论模型。
2023-12-18 astro-ph.CO astro-ph.GA
Calibration of the EDGES High-Band Receiver to Observe the Global 21-cm Signature from the Epoch of Reionization
EDGES高波段实验的目的是在红移范围$14.8 \gtrsim z \gtrsim 6.5$内探测来自再电离时期（EoR）的$21$ -cm信号的天空平均亮度温度。为了探测这种红移信号，EDGES高波段在西澳大利亚Murchison射电天文台的频率范围$90-190$ MHz内进行单天线测量。在本文中，我们描述了目前的战略，用于校准的EDGES高波段接收机和报告校准结果的仪器中使用的$2015-2016$观测活动。我们传播的接收机校准测量的天线温度使用蒙特卡罗方法的不确定性。我们定义了一个性能目标的$1$ ~mK残差RMS建模前景减法从基准温度谱使用五项多项式。在$95\%$置信度下，大多数校准不确定度产生$1$ ~mK或更小的残差。然而，天线和接收器反射系数中的当前不确定性可导致甚至在低前景天空区域中高达$20$ mK的残差。可以通过以下方式来减少这些主要残差：1）提高反射测量的精度，特别是它们的相位; 2）提高天线-接收器界面处的阻抗匹配;以及3）减少天线反射相位随频率的变化。
2016-12-10 astro-ph.CO astro-ph.IM
High-Redshift Signatures from the Cosmic Dawn and the Epoch of Reionization
Tel Aviv University（特拉维夫大学）；University of Maryland, College Park（马里兰大学帕克分校）；New York University（纽约大学）；Jadavpur University（贾达普大学）；Stockholm University（斯德哥尔摩大学）；University of Groningen（格罗宁根大学）；University of Sussex（萨塞克斯大学）；Guangxi University（广西大学）；Tsinghua University（清华大学）；University of Cambridge（剑桥大学）；The University of Texas at Austin（德克萨斯大学奥斯汀分校）；University of Zurich（苏黎世大学）；Chinese Academy of Sciences（中国科学院）；Northeastern University（东北大学）；Tata Institute of Fundamental Research（塔塔基础研究所）；Oberlin College（欧柏林学院）；University of Toronto（多伦多大学）
本文综述了宇宙黎明和再电离时期塑造21厘米信号的天体物理和宇宙学过程，探讨了标准与奇异信号，并评估了SKA-Low的探测能力。
2026-06-29 astro-ph.CO astro-ph.GA
SARAS: a precision system for measurement of the Cosmic Radio Background and signatures from the Epoch of Reionization
SARAS是一个相关光谱仪，用于精确测量宇宙射电背景和天空光谱中长波长的微弱特征，这些特征是由再电离时期气体红移21厘米产生的。SARAS在87.5-175 MHz的倍频程频带内工作。我们在这里提出的系统设计论证了一个复杂的相关光谱仪的概念。SARAS设计概念提供了天线温度和内部基准端接温度之间的差分测量，切换系统状态下的测量允许消除来自大部分信号流路径（包括数字光谱仪）的附加污染物。开关噪声注入方案提供绝对频谱校准。此外，我们认为一个电小的频率无关的天线吸收地面。各种关键的设计功能，帮助避免系统学和提供校准产品的参数化的其他不可避免的系统描述和讨论的理由。分析了信号流和处理过程，并计算了天线、参考端和放大器对噪声温度的响应。分析中考虑了由内反射引起的多径传播，其中包括一系列谐波内反射。我们认为，SARAS的设计理念是有利于精确测量的绝对宇宙射电背景谱，因此，这里提出的设计特点和分析方法，预计将作为一个基础，为测量的背景天空中的多种功能，在长波长，这可能会出现在黑暗时代和随后的再电离时代的事件量身定制的实现。
2013-04-10 astro-ph.CO astro-ph.IM
Signatures of Small-scale Structure of the Pre-reionization Intergalactic Medium in $z\gtrsim7$ Quasar Proximity Zones
本研究通过一维电离辐射转移后处理模拟，发现z≈7.5类星体近邻区的Lyα透射统计可在2σ水平区分再电离前星系际介质的冷暗物质、温暗物质及X射线加热模型，为探测早期宇宙小尺度结构提供新途径。
2023-12-11 astro-ph.CO
Signatures of Cosmic Reionization on the 21cm 2- and 3-point Correlation Function I: Quadratic Bias Modeling
再电离期（EoR）21 cm亮温的三点关联函数（3PCF）与通常研究的两点关联函数（2PCF）有关电离区形态的信息是互补的。我们研究了21厘米的2PCF和3PCF的位形空间使用半数值模拟和测试，它们是否可以描述的本地二次偏置模型。我们发现，适合的偏置模型预测的2PCF和3PCF偏离我们的测量$\sim 20\%$在尺度以上的典型大小的电离区域（$\simeq 30$ Mpc），并在早期与全球中性分数的$\langle x_{\rm HI} \rangle \gtrsim 0.7$。在稍后的时间和较小的规模，这些偏差增加强烈，表明打破了偏见模型。对于不同的EoR模型配置，线性偏置参数的2PCF和3PCF拟合在$10\%$水平上一致。当在模拟中加入红移空间扭曲时，这个协议成立。在物质密度和21厘米信号的空间波动之间的关系，预测的偏置模型，是一致的直接测量这种关系在模拟大平滑尺度（$\gtrsim 30$ Mpc）。从后一个测试中，我们得出结论，21 cm 3PCF的负振幅是由负偏置参数引起的，负偏置参数描述了EoR期间物质过密度与21 cm信号之间的反相关。然而，更详细的解释偏置参数可能需要一个描述的非本地贡献的偏置模型。
2019-05-31 astro-ph.CO
Gravitational wave signatures from dark sector interactions
我们证明了由广义相对论性黑洞的微扰产生的引力波可以被看作是暗扇形相互作用存在的直接探测。在Horndeski理论和线性微扰的框架内工作，我们表明，暗扇区相互作用有效地减少到一个相互作用电荷，影响标量和张量波形。此外，我们表明，总的暗物质领域，包括暗扇区相互作用的影响，满足守恒方程体现的等效原理。利用这一认识建立了Schwarzschild-（anti）de Sitter黑洞的Regge-Wheeler方程以及耦合Zerilli和标量波动方程。然后，我们提出了数值积分的耦合偶宇称波方程的情况下，一个暗物质粒子下降到史瓦西黑洞。
2021-07-05 astro-ph.CO gr-qc
A lower limit of dz > 0.06 for the duration of the reionization epoch
对早期宇宙中氢原子21厘米谱线的观测直接探测了星系间气体再电离的历史。然而，观测是具有挑战性的，因为预期的信号强度较低（~10 mK），并且受到银河系和河外连续谱源中强（>100 K）前景同步辐射的污染。如果再电离发生得很快，那么在全天光谱中，在平滑的前景上应该有一个特征性的可见信号。在这里，我们报告了一个在100和200 MHz之间的全天空光谱，对应于21厘米线的红移范围6 < z < 13。数据排除了在95%置信水平下dz < 0.06的快速再电离时间尺度。
2012-09-05 astro-ph.CO
Reionization in the dark and the light from Cosmic Microwave Background
我们探讨了普朗克2015年宇宙微波背景（CMB）数据的再电离历史的约束条件，并推导出未来CMB观测的预测。我们考虑一类单调的历史参数化的再电离的两个额外的参数，相对于在瞬时再电离建模中使用的平均光学深度。我们研究了再电离的历史和标准宇宙学模型的选定扩展之间的简并性。特别是，我们认为与中微子部门的总质量的简并，我们讨论了可能的相关性之间的暗物质湮灭和持续时间的再电离的CMB。我们使用Hazra和Smoot，JCAP 1711，028（2017）中提出的多离子模型的扩展。我们将普朗克2015年数据的约束与未来可能的CMB任务LiteBIRD的预测约束进行了比较，我们还使用了拟议的类似CORE的规格作为更高分辨率的例子。我们发现，平均光学深度和再电离持续时间之间的简并性将基本上被这两个概念所消除。再电离历史与总中微子质量和暗物质湮灭性质之间的简并性也将通过未来的调查得到改善。我们发现，在再电离的时间长的情况下，在更高的分辨率的再电离历史的约束只有边际改善。
2018-07-14 astro-ph.CO
Submillimeter signatures from growing supermassive black holes before reionization
在红移值为$z\simeq7.5$时，质量达到$M_\bullet\sim10^9M_\odot$的超大质量黑洞的存在表明，它们的种子可能在再电离之前很久就在具有原始化学成分的环境介质中开始生长了。在最近的5亿年里，黑洞从$z\geq10$成长为$z\sim7$，其亮度与$10^{11}\hbox{--}10^{12}L_\odot$相当，累积光谱由热吸积盘的内禀连续谱、星云氢和氦谱线以及宿主晕气体的自由-自由连续谱组成。在这里，我们解决的问题，这样一个普通的频谱是否可以让我们跟踪这些不断增长的SMBH的演变。在我们的计算中，我们假设宿主星系的恒星群质量小于其中心黑洞的质量-所谓的肥胖黑洞星系。在这个模型中，我们表明，对于一个足够高的质量的气体在一个主机星系-不小于一个不断增长的黑洞的质量，在远红外线的累积光谱揭示了一个尖锐的过渡，从准黑体瑞利-金斯光谱的黑洞$\proptoλ^{-2}$到一个平坦的自由星云连续$λ^{0.118}$较长的波长限制。一旦光谱中的这种跃迁被解析，黑洞质量就可以被推断为在跃迁$λ_k$处观测到的波长和相应的光谱光度的组合。可能的可观测性，这种影响的光谱不断增长的高- $z$ SMBHs和确定其质量与即将到来的JWST和计划中的空间项目Spektr-M简要讨论。
2019-11-06 astro-ph.CO astro-ph.GA
Observational Signatures of Lyman Alpha Emission from Early Galaxy Formation
下一代望远镜的目标是直接观察第一代星系，这些星系启动了我们宇宙中的再电离过程。Lyman Alpha（Lya）发射线被强有力地预测为这些星系最突出的内禀光谱特征，使其成为寻找和研究高红移星系的理想目标。我简要地讨论了为什么Lya发射星系（LAEs）提供了一个很好的探测星系际介质（IGM）在再电离时代（EoR）。我认为，如果我们希望充分利用LAEs作为探针的EoR，重要的是要了解是什么驱动他们观察到的红移演变后，再电离完成。解释现有LAE观测的一个重要的不确定性涉及电离IGM对星系发射的Lya光子的影响，这与星系外流中通过HI散射的影响密切相关。通过星系外流的散射也可以改变Lya谱线的形状，这样即使通过完全中性的IGM，发射的Lya辐射的> 5%也会直接传输到观测者。最后，我讨论了什么是必需的-观测和理论-解决影响现有的解释LAEs数据的不确定性。
2011-02-15 astro-ph.CO
Warm Dark Matter and Cosmic Reionization
在暗物质由keV质量的粒子（如无菌中微子）组成的模型中，小尺度的密度扰动被抑制，延迟了最低质量星系形成的时期，因此将再电离过程转移到更晚的时期。在这项研究中，集中在温暖的暗物质（WDM）的质量接近其目前的下限，即周围的$3$ keV区域，我们从星系光度函数，电离历史和冈恩-彼得森效应的约束。我们表明，即使调整模拟中的恒星形成效率以匹配CDM和WDM模型中观测到的UV星系光度函数，Gunn-Peterson光学深度的完整分布仍保留了WDM模型中延迟再电离的强烈特征。然而，直到现代星系形成模拟中使用的恒星形成和恒星反馈模型得到更好的约束，任何关于暗物质性质的结论都来自于再电离观测值仍然依赖于模型。
2017-08-28 astro-ph.CO
B-modes from Post-inflationary Gravitational Waves Sourced by Axionic Instabilities at Cosmic Reionization
我们发现，轴子类粒子，只耦合到不可见的暗光子可以产生可见的B模式信号周围的再电离时代。轴子场在再电离前不久开始滚动，导致暗光子的快子不稳定性。这就产生了一个指数增长的暗光子量子源标量度规模式和引力波，留下一个印记的再电离重子。张量模式修改宇宙微波背景（CMB）的极化在再电离，产生可见的B模式签名的下一代CMB实验的参数范围，满足目前的实验约束。
2021-11-08 astro-ph.CO hep-ph
The Dark Ages of the Universe and Hydrogen Reionization
宇宙历史上的里程碑之一是第一个发光物体的形成和氢的再电离。宇宙结构形成的标准理论预测，第一代恒星在大爆炸后大约几亿年诞生。然后，黑暗的宇宙再次被点亮，最终充满了从恒星、星系和类星体发出的紫外光子。宇宙再电离的确切时期和过程的细节，甚至主要来源，除了宇宙早期被再电离的事实外，还不知道。再电离的特征预计会在宇宙微波背景辐射中留下印记，特别是在它的大尺度极化中。未来的CMB实验，连同其他探测器，如21厘米的调查，将提供丰富的信息，再电离过程。我们回顾了最近关于再电离的研究。从现有的观测在很宽的波长范围内的影响进行了讨论。最先进的计算机模拟的结果。最后，我们讨论了探索宇宙历史最初几亿年的前景。
2014-04-28 astro-ph.CO
The signature of the scattering between dark sectors in large scale cosmic microwave background anisotropies
我们通过考虑暗物质在暗能量流体中弹性散射引起的动量转移来研究暗扇区之间的相互作用。描述暗散射类比耦合重子和光子的汤姆逊散射，我们研究的暗散射在CMB观测的影响。通过对最新观测数据进行全局拟合，发现对于一个暗能量状态方程$w<-1$，CMB对暗物质-暗能量弹性散射给出了严格的约束.假设暗物质粒子的质子质量，我们推导出一个弹性散射截面的$σ_D < 3.295 \times 10^{-10} σ_T$，其中$σ_T$是截面的汤姆逊散射。然而，对于$w>-1$，约束很差。对于$w=-1$，$σ_D$在形式上可以采用任何值。
2012-03-23 astro-ph.CO gr-qc
Breaking of the equivalence principle in the electromagnetic sector and its cosmological signatures
本文提出了一个系统的研究宇宙学签名的修改重力通过一个标量场的存在与乘法耦合的电磁拉格朗日。我们表明，在这个框架内，精细结构常数的变化，违反距离对偶关系，演变的宇宙微波背景（CMB）温度和CMB扭曲是密切和明确的联系。这使人们能够把非常严格的限制可能违反的距离对偶关系，对CMB温度的演变和容许CMB失真使用当前的精细结构常数的约束。或者，这提供了有趣的可能性，通过同时分析多个数据集来测试各种引力理论。我们讨论了使用当前数据获得的结果以及对未来数据集的一些预测，例如来自EUCLID或SKA的数据集。
2015-01-24 astro-ph.CO gr-qc
Dark matter model favoured by reionization data: 7 keV sterile neutrino vs cold dark matter
在银河系、仙女座星系和一些星系团中发现的3.5keV微弱窄发射线的一种可能解释是由7keV的惰性中微子组成的暗物质。这种无菌中微子暗物质的另一个特征可能是早期宇宙中更少的电离源（与标准的"冷暗物质"（CDM）场景相比），这应该会影响宇宙的再电离。利用再电离的半解析模型，比较了CDM模型和两种不同的7 keV无菌中微子暗物质模型（与3.5 keV谱线解释为衰变的暗物质谱线一致）与再电离时期的观测结果（包括普朗克天文台的电子散射光学厚度的最终测量结果）。我们发现CDM和7 keV的无菌中微子暗物质都很好地描述了这些数据。无菌中微子暗物质的总体拟合质量略好于CDM（使用$Δχ^2 \simeq 2-3$），尽管不可能根据给定的观测结果对这些模型进行可靠的区分。
2018-11-07 astro-ph.CO
Breaking the UV Luminosity Function Degeneracy:Self-Interacting Dark Matter Constraints from Reionization Topology
University of Oxford（牛津大学）；Shanghai Astronomical Observatory, Chinese Academy of Sciences（中国科学院上海天文台）
本文通过再电离拓扑证明自相互作用暗物质约束不再退化，利用JWST和SKA1-Low数据排除或检测特定暗物质参数。
2026-04-21 astro-ph.CO
CMB polarization anisotropies from cosmological reionization: extension to B-modes
对宇宙电离历史的准确理解在现代宇宙学中起着基础性的作用。它包括标准复合时期之后的宇宙学再电离阶段，可能与结构和恒星形成的早期阶段有关。虽然简单的“τ-参数化”的再电离过程，特别是它的印记上的CMB各向异性可能代表一个足够准确的模型解释当前的CMB数据，一个很大的注意力最近已经提出了在CMB的再电离签名的准确计算的各种天体物理方案和物理过程。这项工作的目的是在一个仔细的表征的印记中引入的偏振各向异性，特别注意的B-模式。我们已经实现了一个修改版本的CAMB，宇宙学玻尔兹曼代码计算的角功率谱（APS）的各向异性的CMB，介绍了氢和氦的电离分数预测天体物理和唯象再电离的历史，超越简单的τ参数化。我们比较了这些模型的所有非零（在假设的情况下）模式的CMB APS获得的结果。的振幅和形状的B模式APS取决于，特别是在张量标量比，r，并在再电离的历史，因此，再电离过程的精确建模将有影响的精确测定r或设置更精确的约束，通过联合分析E和B模式的偏振数据，可在未来的下一代的任务。同时考虑到天体物理前景潜在残差的限制，我们讨论了下一个数据在很宽的r范围内对不同再电离情景进行分类的能力。
2012-05-02 astro-ph.CO
Large-scale BAO signatures of the smallest galaxies
最近的研究表明，在高红移时，暗物质和重子气体之间的相对速度通常是超音速的。这种相对速度抑制了最早的重子结构（如微晕）的形成，并且这种抑制在大尺度上受到调制。这种效应在最早期结构的聚簇功率谱中留下了特征形状的印记，在100 Mpc尺度上具有显著的功率，具有高度显著的重子声学振荡。这些振荡的振幅在z=20处比先前预期的大几个数量级。这个特征信号可以让我们区分在再电离之前和再电离过程中小晕对星系际气体的影响。我们说明了这种效果与21厘米发射和吸收的红移过程中和再电离前的例子。这种效应可能使我们能够利用100 Mpc尺度的观测来探测kpc尺度的物理学。我们目前的灵敏度预测FAST和阿雷西博。根据参数的不同，这种增强的结构可能在z=15-20附近的红移处被阿雷西博探测到，并且使用适当的仪器，FAST可以高精度地测量BAO的功率谱。原则上，这种效应也可能对通过观测低红移的BAO特征来限制暗能量的努力构成严重挑战。
2010-09-23 astro-ph.CO
Probing Cosmological Reionization through Radio-interferometric Observations of Neutral Hydrogen
再电离时代是宇宙演化史上最鲜为人知的篇章之一。本论文研究了利用HI 21-cm图揭示宇宙再电离历史的两种主要方法，其中讨论最多的方法是研究HI 21-cm再电离的全局统计性质。我们开发了计算多频角功率谱（MAPS）的形式，并将HI信号的统计量量化为角多极l和频率间隔Δ v的联合函数。我们采用了一个简单的模型HI分布，其中包括斑片状再电离，并使用它来研究电离气泡的MAPS签名。我们还研究了前景减法的含义。论文的一个主要部分探讨了在21厘米的地图中检测单个源周围电离气泡的可能性。我们提出了一种基于可见性的匹配滤波器技术，以最佳地结合来自电离气泡的信号，并最大限度地减少噪声和前景的贡献。形式主义作出明确的预测的能力，检测电离泡或最终排除其存在的无线电地图。给出了GMRT和MWA的结果。利用模拟的HI图，我们分析了泡外HI起伏对其探测能力的影响。各种其他问题，如（i）气泡大小的确定（ii）盲目搜索气泡，（iii）最佳红移气泡检测也进行了讨论。
2009-06-03 astro-ph.CO
Can 21-cm observations discriminate between high-mass and low-mass galaxies as reionization sources?
通过观察星系在最初的10亿年中对星系际介质的影响来探测第一个星系的前景使我们不禁要问，这种间接观测是否能够诊断出哪些类型的星系是最有可能发生再电离的。为了回答这个问题，我们考虑了一组大规模的再电离辐射转移模拟，这些模拟的体积足够大，可以对可观测到的特征做出有统计意义的预测，同时也可以直接分辨所有原子冷却的晕，直到10^8 M太阳。我们在这里集中在21厘米背景的预测，看看即将到来的观测是否能够区分宇宙电离主要由高质量的晕，其中高质量和低质量的晕负责，并看看这些结果如何取决于不确定的源效率。我们发现，第一代EoR/21厘米射电干涉仪阵列观察到的21厘米波动功率谱应该能够区分由高质量晕单独的情况下，由高质量和低质量晕，在一起。一些再电离方案产生非常相似的功率谱和均方根演变，因此只能区分其不同的平均再电离历史和21厘米PDF分布。我们发现，21厘米PDF分布的偏度平滑LOFAR样窗口显示了一个明确的功能与上升的均方根由于补丁。平均光电离率的测量对所研究区域的平均密度很敏感，因此在某些情况下可能会有很大的偏差。（节略）
2011-07-24 astro-ph.CO
Cosmic Strings in Hidden Sectors: 2. Cosmological and Astrophysical Signatures
宇宙弦可以出现在具有自发破缺阿贝尔对称群的隐藏扇区模型中。我们在配套的论文中研究了标准模型场与这些所谓的暗弦的耦合。在这里，我们调查的宇宙学和天体物理学观测值，可能与暗弦在我们的宇宙中的存在，重点是低尺度模型，也许TeV。具体来说，我们考虑核合成和CMB光谱失真的约束，我们计算的扩散伽马射线级联光子和宇宙射线的预测通量。对于像TeV那样轻的弦，我们发现这些签名的预测水平远低于当前实验的灵敏度，因此隐藏扇区中的低尺度宇宙弦仍然不受约束。质量尺度在10^（13）GeV到10^（15）GeV之间的较重弦在核合成约束下处于张力状态。
2014-09-24 astro-ph.CO hep-ph
BINGO-ABDUS: a radiotelescope to unveil the dark sector of the Universe
本文回顾了BINGO射电望远镜国际合作项目，并提出ABDUS项目，通过结合主单碟望远镜、相控阵和外置站，以单独识别快速射电源并探索宇宙历史。
2023-09-10 astro-ph.CO astro-ph.IM gr-qc
A Periodically Interacting Dark Sector: Signatures and Constraints from CMB and Cosmic Expansion Data
Universidade Federal Fluminense（弗鲁米嫩塞联邦大学）；Scuola Superiore Meridionale（南方高等学院）；INFN Sezione di Napoli（意大利国家核物理研究所那不勒斯分部）；McGill University（麦吉尔大学）
该研究提出一种描述超哈勃涨落反作用的周期相互作用暗 sector 宇宙学模型，用CMB等数据约束后，发现振荡相互作用振幅显著，但未优于ΛCDM模型。
2026-08-11 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Sensitivity to Dark Sector Scales from Gravitational Wave Signatures
我们考虑一阶相变产生的引力波信号，在一个理论与一个通用的重整化热有效势的幂律形式。我们发现，引力波信号的频率和振幅可以以一种直接的方式与热有效势的参数。这导致了一个普遍的结论;如果暗希格斯粒子的质量小于暗希格斯真空期望值的1%，那么引力波信号将在所有即将到来的和计划中的引力波观测站都无法观测到。
2022-09-07 astro-ph.CO hep-ph
More is Different: Non-Minimal Dark Sectors and their Implications for Particle Physics, Astrophysics, and Cosmology -- 13 Take-Away Lessons for Snowmass 2021
短语“更多就是不同”经常被用来指新的，意想不到的集体现象，当一个给定系统中的状态数量很大时，可能会出现这种现象。在对Snowmass 2021研究的贡献中，我们描述了13种意想不到的集体现象，这些现象可能在暗区包含大量状态时出现，与通常的假设相反。这13个外卖课程涵盖了暗物质物理学的所有相关领域，包括对撞机签名，直接检测签名，间接检测签名，暗物质互补性的新观点，甚至是意想不到的天体物理和宇宙学现象，超越了那些通常与单组分暗物质场景相关的现象。因此，这些经验教训-以及它们所依据的现象-表明，在考虑与非最小暗区有关的可能特征和理论可能性时，需要保持一种广泛的视角。
2022-03-31 astro-ph.CO hep-ph
Gravitational wave signatures of dark sector portal leptogenesis
本研究探讨通过暗扇区辅助的一阶电弱相变产生的随机重力波来探测轻子生成，新耦合增强CP不对称性，实现TeV尺度轻子生成，并有望被LISA等实验观测。
2025-04-20 astro-ph.CO hep-ph
Early Results From GLASS-JWST. XII: The Morphology of Galaxies at the Epoch of Reionization
恒星形成星系可以表现出很强的形态之间的休息帧远紫外和光学差异，反映在恒星形成和尘埃衰减的不均匀性。我们利用深，高分辨率的NIRCAM 7波段观测采取的再电离时代（$z>7$）的星系形态的第一个看看，其变化之间的莱曼$α$和6000- 4000流明，在$z=7-12$的静止帧波长范围。我们没有发现形态学随波长的显著变化--这种变化会推翻我们从哈勃太空望远镜所了解到的任何东西。使用标准的定量形态学统计，未检测到形态学和波长之间的显著趋势。我们在4/19个星系中检测到合并/相互作用的签名。我们的研究结果与Lyman Break星系-在宇宙只有400-800 Myrs年龄时观察到的-通过快速星系规模的恒星形成辅以恒星形成团块和相互作用的吸积相结合而增长的情景一致。
2022-09-17 astro-ph.CO astro-ph.GA
Cosmological Signatures of Dark Sector Physics: The Evolution of Haloes and Spin Alignment
目前标准的宇宙学范式缺乏对暗区物理学的详细描述，即主导宇宙演化的暗物质和能量。本文通过对宇宙结构形成的数值模拟，讨论了暖暗物质、精粹和耦合暗物质-能量模型与\lcdm{}的区别因素。关键的晕统计-晕自旋/速度之间的大尺度结构和相邻的晕，晕形成时间和迁移对齐-进行了比较宇宙学的红移范围内0 $\leq$ $z$ $\leq$ 2.98。我们发现，在所有宇宙学中，对于一系列红移，晕运动和自旋与大尺度结构和邻近晕的排列是相似的。搜索扩展到低密度区域，避免晕自旋的非线性干扰，但非常相似的宇宙学之间的排列趋势，这是很难表征和使用作为宇宙学的探针。我们发现，在精华宇宙学中的晕形成早于它们的\lcdm{}对应物。将这一点与这样的晕起源于高密度区域的事实联系起来，这样的发现可以提供线索，将精髓宇宙学的因素与标准模型区分开来。虽然一般来说，晕统计并不是对暗区物理的准确探测。
2019-12-23 astro-ph.CO
Chasing the Tail of Cosmic Reionization with Dark Gap Statistics in the Ly$α$ Forest over $5 < z < 6$
我们提出了一个新的调查星系际介质（IGM）的再电离结束附近使用“暗隙”的莱曼α（Ly $α$）森林。使用光谱的55类星体在$z_{\rm em}>5.5$，包括新的数据从XQR-30 VLT大型计划，我们确定的差距在LY $α$森林中的传输平均超过1共动$h^{-1}\,{\rm Mpc}$箱下降到5%以下。在$z<6$处鉴定出9个超长（$L > 80~h^{-1}\,{\rm Mpc}$）暗缺口。此外，我们量化的类星体光谱的分数表现出的差距长于$30~h^{-1}\,{\rm Mpc}$，$F_{30}$，作为红移的函数。我们分别在$z = 6.0$、5.8和5.6处测量到$F_{30} \simeq 0.9$、0.6和0.15，这些长暗隙中的最后一个持续到$z \simeq 5.3$。比较我们的结果与流体动力学模拟的预测，我们发现，数据是一致的模型，其中再电离扩展显着低于红移6。IGM基本上完全再电离的模型在$z \lesssim 6$的电离UV背景中保留大尺度波动，也可能与数据一致。总的来说，我们的研究结果表明，签名的形式的中性氢岛和/或大规模的波动的电离背景仍然存在于IGM，直到至少$z \simeq 5.3$的再电离。
2021-09-13 astro-ph.CO astro-ph.GA
Spatially adaptive radiation-hydrodynamical simulations of galaxy formation during cosmological reionization
我们提出了一套宇宙学辐射流体动力学模拟的星系组装驱动的星系际介质（IGM）在z >~ 6的再电离。模拟帐户的流体动力学反馈光电离加热和爆炸的大质量恒星超新星（SNe）。我们的参考模拟是在一个尺寸为25兆秒差距/小时的盒子中使用2 x 512 ^3个粒子进行的，产生了合理的再电离历史，并与观察到的星系紫外光度函数相匹配。不同的盒子大小和分辨率的模拟被用来研究数值收敛，和模拟中，无论是SNe或光电离加热或两者都被关闭，被用来研究从恒星形成的反馈的作用。电离辐射的处理使用精确的辐射转移在高空间自适应分辨率，在该流体动力学进行。SN反馈强烈地降低了恒星形成率（SFR）在几乎整个质量范围内的模拟星系，并需要产生SFR与观测一致。光加热有助于抑制低质量星系中的恒星形成，但它对宇宙SFR的影响很小。由于光热效应被强烈的SN反馈所掩盖，因此它不会在紫外星系光度函数上留下签名，尽管我们注意到我们的分辨率不足以模拟通过分子氢跃迁冷却的恒星形成迷你晕。光加热确实对再电离提供了强的正反馈，因为它平滑了IGM中的密度波动，这大大降低了IGM的复合率。我们的模拟表明，一个紧密的非线性耦合的星系形成和再电离，激发需要准确和同时列入的光加热和SN反馈模型的早期宇宙。
2015-05-03 astro-ph.CO astro-ph.GA
Dark Matter in Very Supersymmetric Dark Sectors
如果超对称性在任何尺度下都存在，不管它是否在弱尺度附近恢复，它都可能是暗区的一个很好的对称性，在其最低的费米子和玻色子之间强制简并。我们探讨这种情况下的早期宇宙和暗物质的影响，以及相应的签名。特别是，我们表明，在大部分的参数空间的共同衰变的暗物质的暗部门的热历史的结果。这意味着新的唯象签名，并提出了一种新的方法来发现高尺度超对称性。
2019-01-07 astro-ph.CO hep-ph
Constraining long-lived dark sector particles with CMB and Lyman-$α$
Université Libre de Bruxelles（布鲁塞尔自由大学）；Vrije Universiteit Brussel（布鲁塞尔自由大学）
通过CMB和Lyman-α数据约束长寿命暗物质粒子的参数空间，探索其对宇宙热历史的影响。
2026-02-10 astro-ph.CO hep-ph
