Cosmological recombination: feedback of helium photons and its effect on the recombination spectrum
Notice bibliographique
Résumé
In this paper, we consider the reprocessing of high-frequency photons emitted by He ii and He i during the epoch of cosmological recombination by He i and H i. We demonstrate that, in comparison to computations which neglect all feedback processes, the number of cosmological recombination photons that are related to the presence of helium in the early Universe could be increased by ∼40–70 per cent. Our computations imply that per helium nucleus ∼3–6 additional photons could be produced. Therefore, a total of ∼12–14 helium-related photons per helium atom are emitted during cosmological recombination. This is an important addition to cosmological recombination spectrum which in the future may render it slightly easier to determine the primordial abundance of helium using differential measurements of the cosmic microwave background (CMB) energy spectrum. Also, since these photons are the only witnesses of the feedback process at high redshift, observing them in principle offers a way to check our understanding of the recombination physics. Here, most interestingly, the feedback of He ii photons on He i leads to the appearance of several additional, rather narrow spectral features in the He i recombination spectrum at low frequencies. Consequently, the signatures of helium-related features in the CMB spectral distortion from cosmological recombination at some given frequency can exceed the average level of ∼17 per cent several times. We find that in particular the bands around ν∼ 10, ∼35, ∼80 and ∼200 GHz seem to be affected strongly. In addition, we computed the changes in the cosmological ionization history, finding that only the feedback of primary He i photons on the dynamics of He ii→ He i recombination has an effect, producing a change of ΔNe/Ne∼+0.17 per cent at z∼ 2300. This result seems to be ∼2–3 times smaller than the one obtained in earlier computations for this process, however, the difference will not be very important for the analysis of future CMB data.
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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) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| 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 ».