Всероссийская конференция

Астрофизика высоких энергий сегодня и завтра




Илья Сергеевич Хрыкин

Южный Федеральный Университет

Новый метод исследования реионизации He II и определения времени жизни квазаров
Хрыкин И.С., Hennawi J.F., McQuinn M.

Несмотря на десятилетия усилий, временная шкала реионизации He II и свойства квазаров, считающимися её источниками, до сих пор не достаточно точно определены. В настоящем докладе представлен новый численный метод исследования обеих проблем с использованием, так называемого, “thermal proximity effect” (TPE) – нагрева межгалактической среды (МГС) вокруг квазаров во время вторичной ионизации гелия их излучением. С помощью одномерного кода для переноса излучения обработаны данные гидродинамических моделей с целью исследования зависимости TPE от начальной относительной концентрации He II ($x_{ \rm HeII,0}$), которая преобладала в МГС до “включения” квазара, и времени жизни квазара ($t_Q$). Было определено, что величина нагрева МГС зависит от $x_{\rm HeII,0}$ с характерными величинами $\Delta T \sim 10,000$ K для $x_{\rm HeII,0} = 1.0$, в то время как размер TPE пропорционален величине $t_{\rm Q}$, с характерным размером $\sim 100$ cMpc для $t_{\rm Q}$ = 100 млн. лет. Ввиду нагрева МГС происходит тепловое уширение абсорбционных линий в HI Ly$\alpha$ рядом с квазаром. Был предложен новый статистический метод, основанный на измерении спектра мощности Ly$\alpha$ леса как функции расстояния от квазара. Показано, что для 50 спектров квазаров на $z \sim 4$ относительная концентрация He II может быть измерена с (абсолютной) точностью $\sim 0.04$, а время жизни квазаров с точностью до ~ 0.1 dex. Применение предложенного метода к спектрам квазаров высокого разрешения позволит восстановить историю реионизации He II, и оценить количество жесткого излучения во Вселенной на больших $z$.

https://arxiv.org/abs/1611.05583

Архив докладов