Rapid and late cosmic reionization driven by massive galaxies: a joint analysis of constraints from 21-cm, Lyman line, and CMB data sets
Notice bibliographique
Résumé
ABSTRACT Observations of the Epoch of Reionization have the potential to answer long-standing questions of astrophysical interest regarding the nature of the first luminous sources and their effects on the intergalactic medium (IGM). We present astrophysical constraints from a Neural Density Estimation-Accelerated Bayesian joint analysis of constraints deriving from cosmic microwave background power spectrum measurements from Planck and South Pole Telescope, IGM neutral fraction measurements from Lyman line-based data sets, and 21-cm power spectrum upper limits from Hydrogen Epoch of Reionization Array, LOw Frequency ARray, and the Murchison Widefield Array. In the context of the model employed, the data are found to be consistent with galaxies forming from predominantly atomic-cooled hydrogen gas in dark matter haloes, with masses $M_\mathrm{h} \gtrsim 2.6 \times 10^{9}~{\rm M}_{\odot } ((1+z)/10)^{\frac{1}{2}}$ at 95 per cent credibility ($V_\mathrm{c} \gtrsim 50~\mathrm{km~s^{-1}}$) being the dominant galactic population driving reionization. These galaxies reionize the neutral hydrogen in the IGM over a narrow redshift interval ($\Delta z_\mathrm{re} < 1.8$ at 95 per cent credibility), with the mid-point of reionization constrained to $z_{50} = 7.16^{+0.15}_{-0.12}$. We also obtain a tight constraint on the optical depth to reionization, $\tau _{\mathrm{CMB}} = 0.052 \pm 0.002$, disfavouring high-$\tau _\mathrm{CMB}$ scenarios ($\tau _{\mathrm{CMB}} \sim 0.09$) proposed to ease Planck–Dark Energy Spectroscopic Instrument tensions. Given the parameter posteriors from our joint analysis, we find that the posterior predictive distribution of the global 21-cm signal is reduced in amplitude and shifted to lower redshifts relative to the model prior. We caution, however, that our inferences are model-dependent. Future work incorporating updated mass-dependent star formation efficiencies in atomic cooling haloes, informed by the latest UV luminosity function constraints from the James Webb Space Telescope, promises to refine these inferences further and enhance our understanding of cosmic reionization.
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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 | 0,008 | 0,017 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,002 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,001 |
| Communication savante | 0,002 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,002 |
| 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 ».