Constraints on Warm Dark Matter from Cosmological Reionization
Notice bibliographique
Résumé
We study the constraints that high-redshift structure formation in the universe places on warm dark matter (WDM) dominated cosmological models. We modify the extended Press-Schechter formalism to derive the halo mass function in WDM models. We show that our predictions agree with recent numerical simulations at low redshift over the halo masses of interest. Applying our model to galaxy formation at high redshift, we find that the loss of power on small scales, together with the delayed collapse of low-mass objects, results in strong limits on the root-mean-square velocity dispersion v_rms of the WDM particles at z=0. For fermions decoupling while relativistic, these limits are equivalent to constraints on the mass m_X of the particles. The presence of a 4 billion solar mass black hole at z=5.8, believed to power the quasar SDSS 1044-1215, implies m_X > 0.5 keV (or v_rms < 0.10 km/s), assuming that the quasar is unlensed and radiating at or below the Eddington limit. Reionization by z=5.8 also implies a limit on m_X. If high-redshift galaxies produce ionizing photons with an efficiency similar to their z=3 counterparts, we find m_X > 1.2 keV (or v_rms < 0.03 km/s). However, given the uncertainties in current measurements from the proximity effect of the ionizing background at redshift 3, values of m_X as low as 0.75 keV (v_rms = 0.06 km/s) are not ruled out. The limit weakens further if, instead, the ionizing-photon production efficiency is greater at high z, but this limit will tighten considerably if reionization is shown in the future to have occurred at higher redshifts. WDM models with m_X < 1 keV (v_rms > 0.04 km/s) produce a low-luminosity cutoff in the high-redshift galaxy luminosity function which is directly detectable with the Next Generation Space Telescope (abridged).
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| 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 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,003 | 0,001 |
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; les deux têtes enseignantes s’accordent sur ce qui est montré ici.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».