21厘米森林作为暗物质和宇宙加热历史的同时探测器
摘要：使用高红移背景射电源的光谱吸收特征来探测介质结构中氢原子的超精细结构线引发的信号，被称为21厘米森林。它们在再电离时期提供了独特的小尺度结构探针，并可用于限制被认为影响小尺度结构形成的暗物质（DM）的性质。然而，这些信号很容易受到与温暖暗物质模型混淆的加热过程的抑制。在这里，我们提出使用21厘米森林的一维功率谱同时探测DM粒子质量和宇宙的加热历史。一维功率谱测量不仅打破了DM模型的重叠性，还增加了灵敏度，使这种探测变得可行。利用即将到来的广方千米阵列进行21厘米森林观测有望同时确定DM粒子质量和早期宇宙的加热水平，揭示暗物质和第一代星系的性质。
作者：Yue Shao, Yidong Xu, Yougang Wang, Wenxiu Yang, Ran Li, Xin Zhang, Xuelei Chen
论文ID：2307.04130
分类：Cosmology and Nongalactic Astrophysics
分类简称：astro-ph.CO
提交时间：2023-07-11