Кризис недопроизводства фотонов
Кризис недопроизводства фотонов — это космологическая дискуссия о предполагаемом дефиците между наблюдаемыми фотонами и предсказанными фотонами. [1] [2]
Дефицит или кризис недопроизводства — это теоретическая проблема, возникающая в результате сравнения наблюдений ультрафиолетового света, излучаемого известными популяциями галактик и квазаров , с теоретическими предсказаниями количества ультрафиолетового света, необходимого для моделирования наблюдаемого распределения газообразного водорода в локальной вселенной. в космологическом моделировании. Распределение газообразного водорода было сделано с помощью за лесом Лайман-альфа наблюдений космического телескопа Хаббл с помощью спектрографа космического происхождения . [3] Количество света от галактик и квазаров можно оценить по его влиянию на распределение водорода и гелия в областях между галактиками. Высокоэнергетические ультрафиолетовые фотоны могут превращать электрически нейтральный газообразный водород в ионизированный газ.
Команда под руководством Джуны Коллмейер сообщила о неожиданном дефиците примерно в 400% между ионизирующим светом известных источников и фактическими наблюдениями межгалактического водорода. Коллмайер и ее команда написали в своем научном отчете: «Мы изучаем статистику леса Лайман-альфа с низким красным смещением на основе гидродинамического моделирования сглаженных частиц в свете недавних улучшений в оценке эволюции космического ультрафиолетового фона (УФБ) и недавних наблюдений Спектрограф космического происхождения (COS). Мы обнаружили, что значение скорости метагалактической фотоионизации, требуемое нашим моделированием для соответствия наблюдаемым свойствам леса Лайман-альфа с низким красным смещением, в 5 раз превышает значение, предсказанное современными моделями эволюции этой величины. ». [4] Космологическое моделирование начинается с очень высокого космологического красного смещения z (например, z=100 или больше) и развивается до z=0.
По словам Бенджамина Д. Оппенгеймера, одного из соавторов отчета: «Моделирование прекрасно соответствует данным ранней Вселенной, и они прекрасно соответствуют локальным данным, если нам позволить предположить, что этот дополнительный свет действительно существует. Возможно, симуляции не отражают реальность, что само по себе было бы сюрпризом, поскольку межгалактический водород — это компонент Вселенной, который, как нам кажется, мы понимаем лучше всего». [1] Коллмейер и ее команда заявляют, что «... либо традиционные источники ионизирующих фотонов (галактики и квазары) должны вносить значительно больший вклад, чем текущие наблюдательные оценки, либо наше теоретическое понимание Вселенной с низким красным смещением нуждается в существенном пересмотре». [4] Аналогичное исследование, проведенное Майклом Шулом, показало, что дефицит лишь в два раза больше, а не в пять раз больше, как утверждалось ранее. [5]
Потенциальное решение кризиса недопроизводства фотонов представлено в серии недавних статей. Хайре и Сриананд [6] показали, что скорость метагалактической фотоионизации в два-пять раз выше может быть легко получена с использованием обновленных наблюдений квазаров и галактик. Недавние наблюдения квазаров показывают, что вклад квазаров в ультрафиолетовые фотоны вдвое превышает предыдущие оценки. Пересмотренный вклад галактик также в три раза выше. Более того, моделирование Kollmeier GADGET-2 не включало нагрев от обратной связи активных галактических ядер (AGN). Было показано, что включение обратной связи АЯГ является важным элементом нагрева в межгалактической среде с низким красным смещением (IGM) (Гурвич, Буркхарт и Берд, 2016). [7] ). Это означает, что данные COS с низким красным смещением можно использовать для калибровки моделей обратной связи АЯГ в космологическом моделировании.
См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ Jump up to: а б «Космический учет обнаруживает кризис недостающего света» . Научный институт Карнеги , Новости . 8 июля 2014 г.
- ^ Темминг, Мария (16 июля 2014 г.). «Тайна пропавшего света» . Небо и телескоп .
- ^ Дэнфорт и др., «на arXiv» , отправлено в ApJ ,
- ^ Jump up to: а б Коллмайер, Джуна; Вайнберг, Дэвид Х.; Оппенгеймер, Бенджамин Д.; Хаардт, Франческо; и др. (2014). «Кризис недопроизводства фотонов». Письма астрофизического журнала . 798 (2): Л32. arXiv : 1404.2933 . Бибкод : 2014ApJ...789L..32K . дои : 10.1088/2041-8205/789/2/L32 . S2CID 73665428 .
- ^ Шулл, Молони, Данфорт, Тилтон, 2015 [1] , Astrophysical Journal ,
- ^ Хайре и Сриананд 2015, [2] [ мертвая ссылка ] , Письма МНРАС ,
- ^ Гурвич, Алекс; Беркхарт, Блейксли; Птица, Симеон; Хаардт, Франческо; Кац, Нил; Даве, Ромель А.; Фардал, Марк; Мадау, Пьеро; Дэнфорт, Чарльз; Форд, Аманда Б.; Пиплс, Молли С.; МакИвен, Джозеф (2017). «Влияние нагрева АЯГ на LyαForest с низким красным смещением» . Астрофизический журнал . 835 (2): 175. arXiv : 1608.03293 . Бибкод : 2017ApJ...835..175G . дои : 10.3847/1538-4357/835/2/175 . S2CID 118492908 .