宇宙の夜明け中の大域的21cm信号に対する宇宙線の影響【JST・京大機械翻訳】

Bera Ankita; Samui Saumyadip; Datta Kanan K.

プレプリント

J-GLOBAL ID：202202209703476385 整理番号：22P0294920

宇宙の夜明け中の大域的21cm信号に対する宇宙線の影響【JST・京大機械翻訳】

Impact of cosmic rays on the global 21-cm signal during cosmic dawn

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発行年： 2022年02月24日プレプリントサーバーでの情報更新日： 2022年12月26日
JST資料番号： O7000B 資料種別：プレプリント
記事区分：プレプリント発行国：アメリカ合衆国 (USA) 言語：英語 (EN)

※このプレプリント論文は学術誌に掲載済みです。なお、学術誌掲載の際には一部内容が変更されている可能性があります。

宇宙dawnの間のHI21-cm信号の進化を研究するために,銀河間媒体(IGM)の熱状態が初期宇宙で進化する過程を理解するのは非常に重要である。ここでは,初期Pop IIIとPop II星の両方から超新星により発生した宇宙線陽子によるIGMの加熱を考察した。Pop III超新星からの低エネルギー宇宙線陽子は,水素の衝突とイオン化により,ミニハローから脱出し,IGMを熱する。さらに,Pop II超新星で生成された高エネルギー陽子は,磁気音響Alfv’en波を介して,ホストハローを脱出し,IGMを熱する。これらの宇宙線粒子による加熱は,IGM温度に著しく影響し,従って,z 14~18で大域的21cm信号に衝撃を与える。21cm吸収プロファイルの深さ,位置,および継続時間は宇宙線加熱の効率に大きく依存した。特に,EDGES信号は,Lyman-α結合と共に宇宙線加熱により良く適合でき,暗黒物質-バリオン相互作用により,ΔΨ低温IGMバックグラウンドを達成した。さらに,宇宙線の性質と恒星の最初の発生の性質が宇宙dawnの間の大域的21cm吸収信号を正確に測定することによって制約できると主張した。【JST・京大機械翻訳】

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宇宙線起源

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