WikiDer > Лиман-альфа лес

Lyman-alpha forest
Компьютерное моделирование возможной конфигурации леса Лайман-альфа в z = 3

В астрономическая спектроскопия, то Лиман-альфа лес это серия линии поглощения в спектрах далеких галактики и квазары вытекающие из Лайман-альфа электронный переход нейтральных водород атом. Когда свет проходит через несколько газовых облаков с разными красными смещениями, образуются несколько линий поглощения.

История

Лес Лайман-Альфа был впервые обнаружен в 1970 году астрономом Роджером Линдсом при наблюдении квазар 4C 05.34.[1] Квазар 4C 05.34 был самым дальним объектом, наблюдаемым на тот момент, и Линдс отметил необычно большое количество линий поглощения в его спектре.[2] Он предположил, что большинство линий поглощения связаны с одним и тем же Лайман-альфа переход. Последующие наблюдения Джон Бэколл и Сэмюэл Голдсмит подтвердили наличие необычных линий поглощения, хотя они не были уверены в их происхождении.[3] Впоследствии было обнаружено, что спектры многих других квазаров с большим красным смещением имеют такую ​​же систему узких линий поглощения. Линдс был первым, кто назвал их «лесом Лайман-альфа».[4] Ян Оорт утверждал, что особенности поглощения связаны не с какими-либо физическими взаимодействиями внутри самих квазаров, а с поглощением внутри облаков межгалактический газ в сверхскоплениях.[5]

Физический фон

Для нейтрального водород атома, спектральные линии образуются при переходе электрона между энергетическими уровнями. Лаймановская серия спектральных линий создается электронами, переходящими между основным состоянием и более высокими энергетическими уровнями (возбужденными состояниями). Переход Лаймана-альфа соответствует переходу электрона между основным состоянием (п = 1) и первое возбужденное состояние (п = 2). Спектральная линия Лайман-альфа имеет лабораторную или покоящуюся длину волны 1216 Å, которая находится в диапазоне ультрафиолетовый часть электромагнитный спектр.[6]

Линии поглощения Лайман-альфа в спектрах квазаров являются результатом межгалактического газа, через который галактика или свет квазара путешествовал. С облака нейтрального водорода в межгалактической среде находятся на разной степени красное смещение (из-за различного расстояния от Земли) их линии поглощения наблюдаются в диапазоне длины волн. Каждое отдельное облако покидает отпечаток пальца как линия поглощения в другом месте наблюдаемого спектр.

Использовать как инструмент в астрофизике

Лес Лайман-Альфа является важным исследованием межгалактическая среда и может использоваться для определения частоты и плотности облаков, содержащих нейтральные водород, а также их температура. Поиск строк из других элементов, например гелий, углерод и кремний (соответствие в красное смещение), также можно изучить содержание более тяжелых элементов в облаках. Облако с высокой концентрацией нейтрального водорода покажет типичный демпфирующие крылья вокруг линии и называется затухающая система Лаймана-альфа.

Для квазаров с большим красным смещением количество линий в лесу больше, до красного смещения около 6, когда в межгалактической среде так много нейтрального водорода, что лес превращается в Желоб Ганна – Петерсона. Это показывает конец реионизация Вселенной.

Наблюдения за лесом Лайман-альфа могут использоваться для ограничения космологических моделей.[7]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Патрик Макдональд; Урос Селджак; Скотт Берлс; Шлегель; Вайнберг; Дэвид Ши; Юп Шайе; Шнайдер; Бринкманн (2006). «Спектр мощности леса Lyman-α по данным Sloan Digital Sky Survey». Astrophys. J. Suppl. Сер. 163 (1): 80–109. arXiv:Astro-ph / 0405013. Bibcode:2006ApJS..163 ... 80M. Дои:10.1086/444361. S2CID 118878555.
  2. ^ Линдс, Роджер (1971-03-01). «Спектр линии поглощения 4C 05.34». Астрофизический журнал. 164: L73 – L78. Bibcode:1971ApJ ... 164L..73L. Дои:10.1086/180695.
  3. ^ Бахколл, Джон; Сэмюэл Голдсмит (1971-11-15). «О спектре линии поглощения 4c 05.34». Астрофизический журнал. 170: 17–24. Bibcode:1971ApJ ... 170 ... 17B. Дои:10.1086/151185.
  4. ^ Бербидж, Джеффри Р .; Аделаида Хьюитт (декабрь 1994 г.). «Каталог квазаров ближнего и дальнего». Небо и телескоп. 88 (6): 32. Bibcode:1994S&T .... 88 ... 32B.
  5. ^ Блаау, Адриан; Мартин Шмидт (июль 1993 г.). "Ян Хендрик Оорт (1900–1992)". Публикации Тихоокеанского астрономического общества. 105 (689): 681–685. Bibcode:1993PASP..105..681B. Дои:10.1086/133220.
  6. ^ Кэрролл, Брэдли У .; Остли, Дейл А. (1996). «Взаимодействие света и материи». Введение в современную астрофизику. Нью-Йорк, Нью-Йорк: Addison-Wesley Publishing Company, Inc., стр. 134–142. ISBN 978-0-201-54730-6.
  7. ^ Weinberg, D. H .; и другие. (Май 2003 г.). С. Х. Холт; К. С. Рейнольдс (ред.). «Лес Лайман-α как космологический инструмент». Возникновение космической структуры. Серия конференций AIP. 666: 157–169. arXiv:Astro-ph / 0301186. Bibcode:2003AIPC..666..157Вт. Дои:10.1063/1.1581786. S2CID 118868536. | chapter = игнорируется (помощь)

внешняя ссылка