Constrainando el medio intergaláctico en z ≈ 9.1 usando observaciones de LOFAR de la Época de Reionización

RESUMEN Derivamos restricciones sobre los estados térmicos e ionización del medio intergaláctico (IGM) en un corrimiento al rojo de ≈ 9.1 utilizando nuevos límites superiores en el espectro de potencia de 21-cm medidos por el telescopio de radio LOFAR y un previo sobre la fracción ionizada en ese corrimiento al rojo estimado a partir de observaciones recientes del fondo cósmico de microondas (CMB). Hemos utilizado resultados del código de simulación de reionización grizzly y un marco de inferencia bayesiana para restringir los parámetros que describen el estado físico del IGM. Encontramos que, si la calefacción del gas sigue siendo despreciable, un IGM con fracción ionizada ≳0.13 y una distribución de las regiones ionizadas con un tamaño característico ≳ 8 h−1 megaparsecs (Mpc) y un ancho total a la mitad del máximo (FWHM) ≳16 h−1 Mpc queda descartado. Para un IGM con una temperatura de giro uniforme TS ≳ 3 K, no se pueden calcular restricciones sobre el componente ionizado. Si las fluctuaciones a gran escala de la señal son impulsadas por fluctuaciones de la temperatura de giro, un IGM con una fracción de volumen ≲0.34 de regiones calefaccionadas con una temperatura mayor que CMB, temperatura de gas promedio de 7–160 K, y una distribución de las regiones calefaccionadas con tamaño característico de 3.5–70 h−1 Mpc y FWHM de ≲110 h−1 Mpc queda descartado. Estas restricciones están dentro de los intervalos creíbles del 95 por ciento. Con límites superiores más estrictos en el futuro de LOFAR en múltiples corrimientos al rojo, las restricciones se volverán más ajustadas y excluirán una región cada vez más grande del espacio de parámetros.