첫 별의 자외선 광자 생성률: 원시 별 집단의 He II λ 1640 Å 방출선과 우주 새벽의 21-cm 신호에 미치는 영향

초록 첫 별, 화학적으로 원시적인 III형 집단은 우주 새벽 시대 동안 은하 간 매질을 가열하는 데 중요한 역할을 했을 가능성이 높습니다. 가장 거대한 III형 별에 대해 예측되는 매우 높은 유효 온도(∼105 K)는 초기 별 집단이나 이러한 별들로 지배되는 작은 은하의 방출선 스펙트럼에서 입증할 수 있는 특징적인 신호를 유발할 수 있습니다. 이들의 관측 신호를 모델링하는 데 있어 중요한 양은 수소와 헬륨을 이온화하고 분자 수소를 분해하며 라이먼-알파 가열을 유발할 수 있는 자외선 에너지에서의 광자 생성률입니다. 여기서 우리는 III형 별의 스펙트럼 에너지 분포를 모델링하여 다양한 별의 진화 모델을 고려하여 초기 질량과 회전이 이러한 중요한 양에 어떻게 영향을 미치는지 탐구합니다. 우리의 결과는 유효 온도가 ∼2 × 105 K로 진화하는 회전하는 III형 별이 원시 별 집단의 스펙트럼에서 매우 강한 HeII 1640 Å 방출선을 유발할 수 있음을 나타내며, 이는 비회전 III형 별에 대한 기존 모델이 지시하는 ≳ 100 M⊙의 별 질량을 필요로 하지 않습니다. ∼2 × 105 K로 진화하는 회전하는 별 집합체로부터의 21-cm 신호에 대한 가시적 영향은 겸양적이며, 높은 III형 별 형성 효율의 경우에는 잠재적으로 검출 가능한 특징들이 전 세계 21-cm 신호 및 21-cm 전력 스펙트럼에 각인될 수 있습니다.