Lyman-alfa les - Lyman-alpha forest

Počítačová simulace možné konfigurace lesa Lyman-alfa na adrese z = 3

v astronomická spektroskopie, Lyman-alfa les je řada absorpční linie ve spektrech vzdálených galaxie a kvasary vyplývající z Lyman-alfa elektronový přechod neutrálu vodík atom. Jak světlo prochází několika oblaky plynu s různými červenými posuny, vytváří se několik absorpčních linií.

Dějiny

Lyman-alfa les byl poprvé objeven v roce 1970 astronomem Rogerem Lyndsem při pozorování kvazar 4C 05.34.[1] Quasar 4C 05.34 byl doposud nejvzdálenějším objektem pozorovaným a Lynds zaznamenal ve svém spektru neobvykle velký počet absorpčních linií.[2] Navrhl, že většina absorpčních linií byla stejná Lyman-alfa přechod. Následná pozorování do John Bahcall a Samuel Goldsmith potvrdili přítomnost neobvyklých absorpčních linií, i když byly méně přesvědčivé o původu linií.[3] Následně bylo pozorováno, že spektra mnoha dalších kvasarů s vysokým rudým posuvem mají stejný systém úzkých absorpčních linií. Lynds byl první, kdo je popsal jako „les Lyman-alfa“.[4] Jan Oort tvrdil, že absorpční vlastnosti nejsou způsobeny žádnými fyzickými interakcemi uvnitř samotných kvasarů, ale absorpcí uvnitř mraků intergalaktický plyn v nadkupách.[5]

Fyzické pozadí

Pro neutrál vodík atom, spektrální čáry se tvoří, když elektron přechází mezi energetickými hladinami. Lymanova řada spektrálních čar je produkována elektrony přecházejícími mezi základním stavem a vyššími energetickými hladinami (excitované stavy). Přechod Lyman-alfa odpovídá elektronovému přechodu mezi základním stavem (n = 1) a první vzrušený stav (n = 2). Lyman-alfa spektrální čára má laboratorní nebo klidovou vlnovou délku 1216 Å, která je v ultrafialový část elektromagnetické spektrum.[6]

Lyman-alfa absorpční linie ve spektru kvasaru jsou výsledkem intergalaktického plynu, kterým prochází galaxie nebo kvasarovo světlo prošlo. Od té doby mraky neutrálního vodíku v intergalaktickém médiu jsou na různých stupních rudý posuv (vzhledem k jejich různé vzdálenosti od Země) jsou jejich absorpční čáry pozorovány v rozsahu vlnové délky. Každý jednotlivý mrak opouští svůj otisk prstu jako absorpční linie na jiné pozici ve pozorovaném spektrum.

Použít jako nástroj v astrofyzice

Lyman-alfa les je důležitou sondou mezigalaktické médium a lze je použít k určení frekvence a hustoty mraků obsahujících neutrál vodík, stejně jako jejich teplota. Hledání řádků z jiných prvků, jako je hélium, uhlík a křemík (shoda v rudý posuv ) lze také studovat početnost těžších prvků v oblacích. Typický bude mrak s vysokou hustotou kolony neutrálního vodíku tlumící křídla kolem čáry a označuje se jako a tlumený systém Lyman-alfa.

U kvasarů při vyšším červeném posuvu je počet řádků v lese vyšší, až při červeném posuvu kolem 6, kde je v mezigalaktickém médiu tolik neutrálního vodíku, že se les promění v Gunn – Petersonův žlab. To ukazuje na konec reionizace vesmíru.

Pozorování Lyman-alfa lesa lze použít k omezení kosmologických modelů.[7]

Viz také

Reference

  1. ^ Patrick McDonald; Uros Seljak; Scott Burles; Schlegel; Weinberg; David Shih; Joop Schaye; Schneider; Brinkmann (2006). „Lesní energetické spektrum Lyman-α z průzkumu Sloan Digital Sky Survey“. Astrophys. J. Suppl. Ser. 163 (1): 80–109. arXiv:astro-ph / 0405013. Bibcode:2006ApJS..163 ... 80M. doi:10.1086/444361. S2CID  118878555.
  2. ^ Lynds, Roger (01.03.1971). „Spektrum absorpční linie 4C 05,34“. Astrofyzikální deník. 164: L73 – L78. Bibcode:1971ApJ ... 164L..73L. doi:10.1086/180695.
  3. ^ Bahcall, John; Samuel Goldsmith (1971-11-15). „Na spektru absorpční linie 4c 05,34“. Astrofyzikální deník. 170: 17–24. Bibcode:1971ApJ ... 170 ... 17B. doi:10.1086/151185.
  4. ^ Burbidge, Geoffrey R .; Adelaide Hewitt (prosinec 1994). "Katalog kvasarů blízkých i vzdálených". Sky & Telescope. 88 (6): 32. Bibcode:1994S & T .... 88 ... 32B.
  5. ^ Blaauw, Adriaan; Martin Schmidt (červenec 1993). „Jan Hendrik Oort (1900–1992)“. Publikace Astronomické společnosti Pacifiku. 105 (689): 681–685. Bibcode:1993PASP..105..681B. doi:10.1086/133220.
  6. ^ Carroll, Bradley W .; Ostlie, Dale A. (1996). „Interakce světla a hmoty“. Úvod do moderní astrofyziky. New York, New York: Addison-Wesley Publishing Company, Inc., str. 134–142. ISBN  978-0-201-54730-6.
  7. ^ Weinberg, D. H .; et al. (Květen 2003). S.H. Holt; C. S. Reynolds (eds.). „Les Lyman-α jako kosmologický nástroj“. Vznik kosmické struktury. Série konferencí AIP. 666: 157–169. arXiv:astro-ph / 0301186. Bibcode:2003AIPC..666..157W. doi:10.1063/1.1581786. S2CID  118868536. | kapitola = ignorováno (Pomoc)

externí odkazy