Kosmologie Ib: Thermische Geschichte des ... - Physik-Institut

Rekombination
• Aus der oberen Schranke von Abweichungen vom Planck-Spektrum kann man sehr enge Grenzen an
mögliche Energie-Einspeisung in das Photonengas, und damit an energetische Prozesse im
Universum erhalten
• Beispiel: es existiert ein Röntgen-Hintegrund (XRB), eine zunächst als isotrop gemessene Strahlung
→Eine mögliche Erklärung dafür war lange Zeit ein heißes intergalaktisches Medium, mit Temperatur kBT ~
40 keV, Bremsstrahlung emittierend
→Jedoch würde ein solches heißes intergalaktisches Gas das Spektrum des CMB modifizieren, durch
Streuung der CMB Photonen an energetische Elektronen (inverse Compton Streuung) und ist als Quelle des
XRB durch COBE ausgeschlossen
→Nach ROSAT, Chandra und XMM-Newton wissen wir, dass XRB eine Überlagerung der Strahlung
diskreter Quellen ist, hauptsächlich AGNs
• Bemerkungen:
→wir haben nur die Rekombination von H betrachtet; da He eine höhere Ionisationsenergie hat,
rekombiniert He früher als H
→obwohl die Rekombination recht plötzlich stattfindet, erhalten wir Photonen aus Rekombinationsschicht
endlicher Dicke Δz ~ 60
→irgedwann zwischen z ~ 1000 und heute muss das Universum wieder ionisiert worden sein, das
baryonische Gas im intergalaktischen Medium is hochgradig ionisiert; man vermutet, dies geschah durch
die erste Generation von Sternen oder den ersten AGNs, bei z ~ 20 (WMAP z ~ 17)
47