Verbesserte Messungen der Temperatur des intergalaktischen Mediums um Quasare: mögliche Hinweise auf die frühen Phasen der He ii-Reionisation bei z ≃ 6

Wir präsentieren Messungen der Temperatur des intergalaktischen Mediums (IGM) innerhalb von ~5 proper Mpc von sieben leuchtenden Quasaren bei z~6. Die Einschränkungen werden aus den Doppler-Breiten der Lyman-alpha-Absorptionslinien in den Quasar-Nahzonen gewonnen und bauen auf unserer vorherigen Messung für den z=6.02 Quasar SDSS J0818+1722 auf. Der erweiterte Datensatz, kombiniert mit einer verbesserten Behandlung systematischer Unsicherheiten, ergibt eine durchschnittliche Temperatur bei der mittleren Dichte von log (T₀/K) = 4.21 \ 0.03 (\⁰.06₀.07) bei 68 (95) Prozent Konfidenz für eine flache Prior-Verteilung über 3.2 < log (T₀/K) < 4.8. Im Vergleich dazu sind die bei z~5 gemessenen Temperaturen ~0.3 dex kühler, was auf eine zusätzliche Heizquelle um diese Quasare hindeutet, die im allgemeinen IGM bei leicht niedrigerem Rotverschiebung noch nicht vorhanden ist. Diese Erwärmung ist höchstwahrscheinlich auf die jüngste Reionisation von He-II in der Nähe dieser Quasare zurückzuführen, die harte, nicht-thermische ionisierende Spektren aufweisen. Die erhöhten Temperaturen könnten daher einen Hinweis auf die frühesten Phasen der He-II-Reionisation in den am stärksten verzerrten Regionen des hochrotverschobenen Universums darstellen. Die Temperatur in Abhängigkeit von der Entfernung zu den Quasaren ist konsistent mit einer Konstanten, log (T₀/K) ~4.2, ohne Hinweise auf einen Wärmennähe-Effekt in der Sichtlinie. Allerdings verhindert der begrenzte Umfang der Quasar-Nahzonen die Erkennung von He-III-Regionen, die größer als ~5 proper Mpc sind. Unter der Annahme, dass die Quasare das He-II in ihrer Umgebung reionisiert haben, folgern wir, dass die Daten mit einer durchschnittlichen optisch hellen Phase von mehr als 10⁶.5 Jahren konsistent sind. Diese Messungen stellen die höchsten IGM-Temperaturbeschränkungen bisher dar und bieten somit einen wertvollen Datensatz, um Modelle der H-I-Reionisation herauszufordern.