2012年ハッブルウルトラディープフィールドキャンペーンによる宇宙再ion化に関する新しい制約

宇宙再ion化を理解するには、水素イオン化光子の初期源を特定し、特性を把握する必要があります。2012年のハッブルウルトラディープフィールド（UDF12）キャンペーンは、ハッブル宇宙望遠鏡の広視野カメラ3を用いて、最も深い赤外画像を取得し、初めて、宇宙背景放射（CMB）データが再ion化が進行中であることを示す時代に深く銀河の集団を系統的に探求しました。したがって、UDF12キャンペーンは、初期の星形成銀河の豊富さ、光度分布、スペクトル特性に関する、これまでで最良の制約を提供します。私たちは、新しいUDF12の結果をCMB観測からの最新の制約と統合して、赤方偏移依存の紫外線（UV）光度密度、再ion化の歴史、およびCMB観測から推定される電子散乱の光学的深度の進化を推測します。水素イオン化光子の逃避率と銀河間媒体のクランプファクターに関する合理的な仮定の下では、赤方偏移z ~ 6によって宇宙を完全に再ion化するためには、赤方偏移z ~ 7-9の星形成銀河の集団が、UDF12の絶対UV光度限界を下回るM UV ~ –13またはそれよりも暗い光度にまで広がる必要があることがわかります。さらに、赤方偏移z ~ 15-25までの低レベルの星形成が、z ≃ 7-8の銀河の通常のUV色と、UDF12によってz ≃ 10で観察された赤方偏移による豊富さの滑らかな減少が示唆するように、電子散乱の光学的深度を再現するために追加的に必要である可能性が高いです。