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,0 of the WDM particles at redshift zero. For fermions decoupling while relativistic, these limits are equivalent to constraints on the mass m X of the particles. The presence of a ≈4 × 10 9 M ☉ supermassive black hole at redshift 5.8, believed to power the quasar SDSS 1044-1215, implies m X ≳ 0.5 keV (or v rms,0 ≲ 0.10 km s -1 ), assuming that the quasar is unlensed and radiating at or below the Eddington limit. Reionization by redshift 5.8 also implies a limit on m X . If high-redshift galaxies produce ionizing photons with an efficiency similar to their redshift-three counterparts, we find m X ≳ 1.2 keV (or v rms,0 ≲ 0.03 s -1 ). However, given the uncertainties in current measurements from the proximity effect of the ionizing background at redshift three, values of m X as low as 0.75 keV (or v rms,0 = 0.06 s -1 ) are not ruled out. The limit weakens further to m X ≳ 0.4 keV (or v rms,0 ≲ 0.14 s -1 ), if, instead, the ionizing-photon production efficiency is 10 times greater at high redshift, 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 (or v rms,0 ≳ 0.04 s -1 ) produce a low-luminosity cutoff in the high-redshift galaxy luminosity function that is directly detectable with the Next Generation Space Telescope , and which serves as a direct constraint on m X .
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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 | 0,002 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 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 | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,002 | 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 ».