Astronomy LettersAstronomy LettersПисьма в Астрономический журнал: Астрономия и космическая астрофизика0320-01083034-5812The Russian Academy of Sciences69202610.31857/S0320010825040016ArticlesСтатьиResearch ArticlePOGLOShchENIE V LINII VODORODA 21 sm PRI z > 10 KAK ChUVSTVITEL'NYY INSTRUMENT POSTROENIYa KOSMOLOGIChESKOY MODELI V MALYKh MASShTABAKhПОГЛОЩЕНИЕ В ЛИНИИ ВОДОРОДА 21 см ПРИ z > 10 КАК ЧУВСТВИТЕЛЬНЫЙ ИНСТРУМЕНТ ПОСТРОЕНИЯ КОСМОЛОГИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ В МАЛЫХ МАСШТАБАХEroshenkoYu. N.ЕрошенкоЮ. Н.eroshenko@inr.ac.ruLukashV. N.ЛукашВ. Н.email@example.comMikheevaE. V.МихееваЕ. В.email@example.comPilipenkoS. V.ПилипенкоС. В.email@example.comTkachevM. V.ТкачевМ. В.email@example.comИнститут ядерных исследований РАНАстрокосмический центр ФНАН15042025514VOL 51, NO4 (2025)ТОМ 51, №4 (2025)16917704102025Copyright ©; 2025, Russian Academy of SciencesCopyright ©; 2025, Российская академия наук2025Russian Academy of SciencesРоссийская академия наукhttps://snv63.ru/0320-0108/article/view/692026

Вычислена интенсивность поглощения реликтового излучения в линии 21 см нейтрального водорода при наличии в спектре космологических возмущений плотности дополнительной мощности в виде “бампа”. Основным эффектом, усиливающим поглощение, является более раннее рождение первых звезд, формирующих фон УФ-излучения. Это излучение понижает спиновую температуру нейтрального водорода и тем самым усиливает поглощение в линии 21 см. Сравнение различных космологических моделей (с бампом в спектре возмущений плотности и без него) показывает, что по положению частотного профиля поглощения можно определить вероятное положение бампа в спектре возмущений и, тем самым, реконструировать спектр космологических возмущений в масштабах k > 1 Мпк-1.

Вычислена интенсивность поглощения реликтового излучения в линии 21 см нейтрального водорода при наличии в спектре космологических возмущений плотности дополнительной мощности в виде “бампа”. Основным эффектом, усиливающим поглощение, является более раннее рождение первых звезд, формирующих фон УФ-излучения. Это излучение понижает спиновую температуру нейтрального водорода и тем самым усиливает поглощение в линии 21 см. Сравнение различных космологических моделей (с бампом в спектре возмущений плотности и без него) показывает, что по положению частотного профиля поглощения можно определить вероятное положение бампа в спектре возмущений и, тем самым, реконструировать спектр космологических возмущений в масштабах k > 1 Мпк-1.

космологиярадиоастрономиялиния 21 смкосмологические возмущенияРабота В. Н. Лукаша, Е. В. Михеевой, С. В. Пилипенко и М. В. Ткачева выполнялась в рамках госзадания АКЦ ФИАН, работа Ю. Н. Ерошенко выполнялась в рамках госзадания по теме ИЯИ РАН.Баркана, Лоуб (R. Barkana and A.Loeb), Astrophys. J. 626, 1 (2005).Баркана (R. Barkana), Nature 555, 71 (2018).Бенвис и др. (H.T.J. Bevins, A. Fialkov, E. de Lera Acedo, W.J. Handley, S. Singh, R. Subrahmanyan, and R. Barkana), Nature Astron. 6, 1473 (2022).Бехрузи и др. (P.S. Behroozi, R.H. Wechsler, and H.-Y.Wu), Astrophys. J. 762, 109 (2013).Бехрузи, Силк (P. Behroozi and J. Silk), MNRAS 477, 5382 (2018).Блас и др. (D. Blas, J. Lesgourgues, and T. Tram), JCAP 07, 034 (2011).Бовман и др. (J.D. Bowman, A.E.E. Rogers, R.A. Monsalve, T.J. Mozdzen, and N. Mahesh), Nature 555, 67 (2018).Ваутхаузен (S. Wouthuysen), Astron. J. 57, 31 (1952).Гнедин, Шавер (N.Y. Gnedin and P.A. Shaver), Astrophys. J. 608, 611 (2004).де Лера Аседо (E. de Lera Acedo), 2019 International Conference on Electromagnetics in Advanced Applications (ICEAA), 0626–0629, doi: 10.1109/ICEAA.2019.8879199 (2019).Жанг и др. (M. Zhang, B. Yue, Y. Xu, and A. Ferrara), Astrophys. J. 984, 100 (2025).Иномата и др. (K. Inomata, M. Braglia, and X. Chen), JCAP 4, 011 (2023).Лукаш В.Н., Михеева Е.В., Письма в ЖЭТФ 121, 421 (2025).Месингер и др. (A. Mesinger, S. Furlanetto, and R. Cen), MNRAS 411, 955 (2011).Монсалв и др. (R.A. Monsalve, A.E.E. Rogers, J.D. Bowman, and T.J. Mozdzen), Astrophys. J. 847, 64 (2017).Монсалв и др. (R.A. Monsalve, B. Greig, J.D. Bowman, A. Mesinger, A.E.E. Rogers, T.J. Mozdzen, N.S. Kern, and N. Mahesh), Astrophys. J. 863, 11 (2018).Монсалв и др. (R.A. Monsalve, A. Fialkov, J.D. Bowman, A.E.E. Rogers, T.J. Mozdzen, A. Cohen, R. Barkana, and N. Mahesh), Astrophys. J. 875, 67 (2019).Муноз и др. (J.B. Munoz, J. Mirocha, J. Chisholm, S.R. Furlanetto, and C. Mason), MNRAS Lett. 535, L37 (2024).Наик и др. (S.S. Naik, P. Chingangbam, S. Singh, A. Mesinger, and K. Furuuchi), JCAP 05, 038 (2025).Наф, Силк (B.B. Nath and J. Silk), MNRAS 327, L5 (2001).Новосадный и др. (B. Novosyadlyj, Y. Kulinich, and D. Koval), arXiv:2410.07380 [astro-ph.CO].Падманабхан, Лоуб (H. Padmanabhan and A. Loeb), Astrophys. J. Lett. 953, L4 (2023).Пресс, Шехтер (W.H. Press and P. Schechter), Astrophys. J. 187, 425 (1974).Притчард, Лоуб (J.R. Pritchard and A. Loeb), Rep. Progr. Phys. 75, 086901 (2012).Притчард, Фурлането (J.R. Pritchard and S.R. Furlanetto), MNRAS 367, 1057 (2006).Сингх и др. (S. Singh, T.J. Nambissan , R. Subrahmanyan, N.U. Shankar, B.S. Girish, A. Raghunathan, R. Somashekar, K.S. Srivani, et al.), Nature Astron. 6, 607 (2022).Ткачев и др. (M.V. Tkachev, S.V. Pilipenko, E.V. Mikheeva, and V.N. Lukash), MNRAS 527, 1381 (2024a).Ткачев и др. (M.V. Tkachev, S.V. Pilipenko, E.V. Mikheeva, and V.N. Lukash), Phys. Rev. D 110, 083530 (2024b).Филд (G. Field), Proc. IREE Aust. 46, 240 (1958).Фурлането, Лоуб (S. Furlanetto and A. Loeb), Astrophys. J. 611, 642 (2004).Фурлането (S. Furlanetto), MNRAS 371, 867 (2006).Хирата (C.M. Hirata), MNRAS 367, 259 (2006).Шеф, Тормен (R.K. Sheth and G. Tormen), MNRAS 329, 61 (2002).Шпригел (V. Springel), MNRAS 364, 1105 (2005).Эйд и др. (P.A.R. Ade, N. Aghanim, C. Armitage-Caplan, M. Arnaud, M. Ashdown, F. Atrio-Barandela, J. Aumont, C. Baccigalupi, et al.), Astron. Astrophys. 571, A16 (2014).