Корыто Ганна – Петерсона
В астрономической спектроскопии впадина Ганна-Петерсона является особенностью спектров квазаров из - за присутствия нейтрального водорода в Межгалактической среде (IGM) . Впадина характеризуется подавлением электромагнитного излучения квазара на длинах волн меньших, чем у линии Лайман-альфа , на красном смещении излучаемого света. Этот эффект был первоначально предсказан в 1965 году Джеймсом Э. Ганном и Брюсом Петерсоном . [ 1 ]
Первое обнаружение
[ редактировать ]
В течение более чем трех десятилетий после предсказания не было обнаружено ни одного объекта, достаточно удаленного, чтобы показать впадину Ганна-Петерсона. открыли квазар с красным смещением z = 6,28. Так было до 2001 года, когда Роберт Беккер и другие [ 2 ] Используя данные Слоановского цифрового обзора неба , наконец была обнаружена впадина Ганна-Петерсона. В статью также были включены квазары с красным смещением z = 5,82 и z = 5,99, и хотя каждый из них демонстрировал поглощение на длинах волн синей стороны перехода Лайман-альфа, также наблюдались многочисленные всплески потока. Однако поток квазара при z = 6,28 фактически был равен нулю за пределом Лаймана-альфа, а это означает, что доля нейтрального водорода в IGM должна была быть больше ~ 10 −3 .
Доказательства реионизации
[ редактировать ]Открытие впадины в квазаре с z = 6,28 и отсутствие впадины в квазарах, обнаруженных на красных смещениях чуть ниже z = 6, предоставили убедительные доказательства того, что водород во Вселенной претерпел переход от нейтрального к ионизированному около z = 6. Ожидалось, что после рекомбинации Вселенная станет нейтральной, пока первые объекты во Вселенной не начнут излучать свет и энергию, которые реионизируют окружающий МГМ. Однако, поскольку сечение рассеяния фотонов с энергиями, близкими к пределу Лаймана-альфа, с нейтральным водородом очень велико, даже небольшая доля нейтрального водорода сделает оптическую толщину IGM достаточно высокой, чтобы вызвать наблюдаемое подавление излучения. . Несмотря на то, что соотношение нейтрального водорода к ионизированному водороду, возможно, не было особенно высоким, низкий поток, наблюдаемый за пределом Лаймана-альфа, указывает на то, что Вселенная находилась на заключительных стадиях реионизации.
После первого выпуска данных с космического корабля WMAP в 2003 году определение Беккера о том, что конец реионизации произошло при z ≈ 6, по-видимому, противоречило оценкам, сделанным на основе измерений плотности электронного столба WMAP. [ 3 ] Однако данные WMAP III, опубликованные в 2006 году, теперь, по-видимому, гораздо лучше согласуются с ограничениями на реионизацию, установленными наблюдениями впадины Ганна-Петерсона. [ 4 ]
См. также
[ редактировать ]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Ганн, Дж. Э.; Петерсон, бакалавр (1965). «О плотности нейтрального водорода в межгалактическом пространстве» . Астрофизический журнал . 142 : 1633–1641. Бибкод : 1965ApJ...142.1633G . дои : 10.1086/148444 .
- ^ Jump up to: а б Беккер, Р.Х.; и др. (2001). «Доказательства реионизации при z ~ 6: обнаружение впадины Ганна – Петерсона в квазаре az = 6,28». Астрономический журнал . 122 (6): 2850–2857. arXiv : astro-ph/0108097 . Бибкод : 2001AJ....122.2850B . дои : 10.1086/324231 . S2CID 14117521 .
- ^ Когут, А.; и др. (2003). «Наблюдения первокурсника микроволнового зонда анизотропии Уилкинсона (WMAP): корреляция температуры и поляризации». Серия дополнений к астрофизическому журналу . 148 (1): 161–173. arXiv : astro-ph/0302213 . Бибкод : 2003ApJS..148..161K . дои : 10.1086/377219 . S2CID 15253442 .
- ^ Пейдж, Л.; и др. (2007). «Трехлетние наблюдения микроволнового зонда анизотропии Уилкинсона (WMAP): анализ поляризации». Серия дополнений к астрофизическому журналу . 170 (2): 335–376. arXiv : astro-ph/0603450 . Бибкод : 2007ApJS..170..335P . дои : 10.1086/513699 . S2CID 12113374 .