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天体物理学

arXiv:astro-ph/9509105 (astro-ph)
[提交于 1995年9月21日 ]

标题: 冷暗物质模型中的莱曼阿尔法森林

标题: The Lyman-alpha Forest in the Cold Dark Matter Model

Authors:Lars Hernquist (U.C. Santa Cruz), Neal Katz (U. Washington), David H. Weinberg (Ohio State), Jordi Miralda-Escude (IAS)
摘要: 带有气体的宇宙学模拟提供了星系际介质的详细描述,使得能够预测背景类星体光谱中的中性氢吸收。 我们展示了对一个$\Omega=1$冷暗物质模型进行高分辨率计算的结果。 我们的模拟意外地很好地再现了许多观测到的\lya 森林的特性。 HI柱密度的分布与现有数据在大部分范围内的差异仅为$\sim$倍,即从$10^{14}\cm^{-2}$到$10^{22}\cm^{-2}$的范围内;也就是说,从未饱和的\lya 森林线到阻尼的\lya 系统。 等效宽度分布与观测到的指数形式相匹配,特征宽度为$W_* \approx 0.3$埃。 b 参数的分布似乎与从类星体光谱推导出的分布一致。 大多数低柱密度吸收出现在大型扁平结构中,这些结构的密度适中甚至相对较低,因此\lya 森林与由平滑星系际介质产生的“Gunn-Peterson”吸收之间没有明显的区别。 我们的结果表明,在有光游离背景的情况下,等级聚类场景自然会产生类似于观测到的\lya 森林。 模拟与高分辨率类星体光谱之间的比较应该会开启一个测试宇宙结构形成理论的新领域。
摘要: Cosmological simulations with gas provide a detailed description of the intergalactic medium, making possible predictions of neutral hydrogen absorption in the spectra of background QSOs. We present results from a high-resolution calculation of an $\Omega=1$ cold dark matter model. Our simulation reproduces many of the observed properties of the \lya forest surprisingly well. The distribution of HI column densities agrees with existing data to within a factor of $\sim$ two over most of the range from $10^{14}\cm^{-2}$ to $10^{22}\cm^{-2}$; i.e., from unsaturated \lya forest lines to damped \lya systems. The equivalent width distribution matches the observed exponential form with a characteristic width $W_* \approx 0.3$ angstroms. The distribution of b-parameters appears consistent with that derived from QSO spectra. Most of the low column density absorption arises in large, flattened structures of moderate or even relatively low overdensity, so there is no sharp distinction between the \lya forest and the ``Gunn-Peterson'' absorption produced by the smooth intergalactic medium. Our results demonstrate that a \lya forest like that observed develops naturally in a hierarchical clustering scenario with a photoionizing background. Comparison between simulations and high-resolution QSO spectra should open a new regime for testing theories of cosmic structure formation.
评论: 压缩的PostScript文件,共11页,包含4个嵌入的图表。已提交至《天体物理学期刊通讯》。
主题: 天体物理学 (astro-ph)
引用方式: arXiv:astro-ph/9509105
  (或者 arXiv:astro-ph/9509105v1 对于此版本)
  https://doi.org/10.48550/arXiv.astro-ph/9509105
通过 DataCite 发表的 arXiv DOI
期刊参考: Astrophys.J.457:L51,1996
相关 DOI: https://doi.org/10.1086/309899
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来自: David H. Weinberg [查看电子邮件]
[v1] 星期四, 1995 年 9 月 21 日 01:09:12 UTC (109 KB)
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