The Lyman α forest in a blazar-heated Universe
Notice bibliographique
Résumé
It has been realized only recently that TeV emission from blazars can significantly heat the intergalactic medium (IGM) by pair-producing high-energy electrons and positrons, which in turn excite vigorous plasma instabilities, leading to a local dissipation of the pairs’ kinetic energy. In this work, we use cosmological hydrodynamical simulations to model the impact of this blazar heating on the Lyman α forest at intermediate redshifts (z∼ 2–3). We find that blazar heating produces an inverted temperature–density relation in the IGM and naturally resolves many of the problems present in previous simulations of the forest that included photoionization heating alone. In particular, our simulations with blazar heating simultaneously reproduce the observed effective optical depth and temperature as a function of redshift, the observed probability distribution functions (PDFs) of the transmitted flux, and the observed flux power spectra, over the full redshift range 2 < z < 3 analysed here. Additionally, by deblending the absorption features of Lyman α spectra into a sum of thermally broadened individual lines, we find superb agreement with the observed lower cut-off of the linewidth distribution and abundances of neutral hydrogen column densities per unit redshift. Using the most recent constraints on the cosmic ultraviolet (UV) background, this excellent agreement with observations does not require rescaling the amplitude of the UV background – a procedure that was routinely used in the past to match the observed level of transmitted flux. We also show that our blazar-heated model matches the data better than standard simulations even when such a rescaling is allowed. This concordance between Lyman α data and simulation results, which are based on the most recent cosmological parameters, also suggests that the inclusion of blazar heating alleviates previous tensions on constraints for σ8 derived from Lyman α measurements and other cosmological data. Finally, we show that blazar heating dramatically alters the volume-weighted temperature PDF, implying an important change in the strengths of structure formation shocks (and thereby possibly particle acceleration in these shocks). The density PDF is also modified, suggesting that blazar heating may have interesting effects on structure formation, particularly on the smallest galaxies.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».