Gunn-Peterson effekt

Gunn-Peterson-effekten er en fordybning i spektrene af kvasarer og andre fjerne objekter ved høje rødforskydninger på grund af resonansabsorption af elektromagnetiske bølger, der er kortere end Lyman-alfa- linjen af neutrale brintskyer i det intergalaktiske medium [1] [2] ; med andre ord forsvinden af Lyman-alfa-skoven [3] . Denne effekt blev oprindeligt forudsagt i 1965 af James Gunn og Bruce Peterson [4] . Det er vigtigt for at studere den tidlige historie af det intergalaktiske medium, især for at bestemme epoken, hvor den sekundære ionisering ( reionisering ) af universet var afsluttet .

Første observation

I mere end tre årtier efter forudsigelsen blev der ikke fundet noget objekt langt nok væk til at opdage denne effekt. Det var først i 2001, da Robert Becker og andre [5] opdagede en rødforskydningskvasar ved hjælp af data fra Sloan Digital Sky Survey , at Gunn-Peterson-effekten endelig blev opdaget. Beckers papir beskrev også kvasarer med rødforskydninger og , og mens hver udviste absorption ved bølgelængder på den blå side af Lyman-alfa-overgangen, var der også talrige udbrud af flux. Imidlertid var kvasarfluxen c reelt nul ud over Lyman-alfa-grænsen, hvilket betød, at fraktionen af neutralt brint i det intergalaktiske medium må have overskredet . $z=6.28$ $z=5,82$ $z=5,99$ $z=6.28$ ${\displaystyle \sim 10^{-3))$

Bevis for reionisering

Opdagelsen af Gunn-Peterson-effekten for kvasar c , og dens fravær for kvasarer fundet ved rødforskydninger lige under , tyder stærkt på, at brint i universet har gennemgået en overgang fra neutral til ioniseret omkring . Efter rekombination må universet have været neutralt, indtil de første objekter i universet begyndte at udsende lys og energi, der kunne reionisere det omgivende intergalaktiske medium. Men da spredningstværsnittet for fotoner nær Lyman-alfa-grænsen af neutralt brint er meget stort, vil selv en lille del af neutralt brint gøre den optiske dybde af det intergalaktiske medium stor nok til at forårsage undertrykkelse af den observerede stråling. Selvom forholdet mellem neutral brint og ioniseret brint måske ikke har været særlig stort, indikerer den lave flux, der er observeret over Lyman-alfa-grænsen, at universet var i de sidste stadier af reionisering. $z=6.28$ $z=6$ $z=6$

I 2003, efter den første frigivelse af data fra WMAP - rumfartøjet , syntes Beckers opdagelse af, at slutningen af reionisering fandt sted kl . , at være i konflikt med estimaterne lavet fra WMAP-målingen af elektrontætheden. [6] Men WMAP III-dataene offentliggjort i 2006 ser nu ud til at være i meget bedre overensstemmelse med de reioniseringsgrænser, der er fastsat ved observationen af Gunn-Peterson-effekten. [7] $z\approx 6$

Se også

Les Lyman-alpha

Noter

↑ Reshetnikov, V.P. Undersøgelser af himlen og dybe felter af jordbaserede teleskoper og rumteleskoper // Uspekhi fizicheskikh nauk . - 2005. - T. 175 , nr. 11 . - S. 1163-1183 .
↑ Vikhlinin, A.A. Kvasi-periodiske oscillationer af sorte hul-kandidater. Dybe undersøgelser i bløde røntgenstråler, undersøgelser af aktive galaktiske kerner og galaksehobe. . - Moskva: Russian Academy of Sciences Space Research Institute, 1995.
↑ Poroikov, S.Yu. Karakteristika for det intergalaktiske medium i hulrum og filamenter // Journal of natural science research. - 2020. - V. 5 , nr. 2 . - S. 32-50 .
↑ Gunn, JE On the Density of Neutral Hydrogen in Intergalactic Space // The Astrophysical Journal . - IOP Publishing , 1965. - Vol. 142 . - S. 1633-1641 . - doi : 10.1086/148444 . - .
↑ Becker, RH Evidence For Reionization at z ~ 6: Detektion af et Gunn-Peterson Trough i az=6.28 Quasar // Astronomical Journal . - 2001. - Bd. 122 , nr. 6 . - S. 2850-2857 . - doi : 10.1086/324231 . - . - arXiv : astro-ph/0108097 .
↑ Kogut, A. Første-års Wilkinson Microwave Anisotropy Probe (WMAP) Observationer: Temperatur-Polarisation Korrelation // The Astrophysical Journal . - IOP Publishing , 2003. - Vol. 148 , nr. 1 . - S. 161-173 . - doi : 10.1086/377219 . - . — arXiv : astro-ph/0302213 .
↑ Side, L. Three-Year Wilkinson Microwave Anisotropy Probe (WMAP) Observationer: Polarisationsanalyse // The Astrophysical Journal . - IOP Publishing , 2007. - Vol. 170 , nr. 2 . - s. 335-376 . - doi : 10.1086/513699 . — . - arXiv : astro-ph/0603450 .