Gunn-Peterson effekt

Gunn-Peterson-effekten  är en fördjupning i spektra av kvasarer och andra avlägsna objekt vid höga rödförskjutningar på grund av resonansabsorption av elektromagnetiska vågor kortare än Lyman-alfalinjen av neutrala vätemoln i det intergalaktiska mediet [1] [2] ; med andra ord försvinnandet av Lyman-alfaskogen [3] . Denna effekt förutspåddes ursprungligen 1965 av James Gunn och Bruce Peterson [4] . Det är viktigt för att studera det intergalaktiska mediets tidiga historia, i synnerhet för att bestämma epok när den sekundära joniseringen ( återjoniseringen ) av universum fullbordades .

Första iakttagelsen

I mer än tre decennier efter förutsägelsen hittades inget föremål tillräckligt långt bort för att upptäcka denna effekt. Det var inte förrän 2001, när Robert Becker och andra [5] upptäckte en rödförskjutningskvasar med hjälp av data från Sloan Digital Sky Survey , som Gunn-Peterson-effekten äntligen upptäcktes. Beckers papper beskrev också kvasarer med rödförskjutningar och , och medan var och en uppvisade absorption vid våglängder på den blå sidan av Lyman-alfa-övergången, fanns det också många utbrott av flöde. Emellertid var kvasarflödet c i praktiken noll bortom Lyman-alfa-gränsen, vilket innebar att andelen neutralt väte i det intergalaktiska mediet måste ha överskridit .

Bevis för återjonisering

Upptäckten av Gunn-Peterson-effekten för kvasar c , och dess frånvaro för kvasarer som finns vid rödförskjutningar strax under , tyder starkt på att väte i universum har genomgått en övergång från neutral till joniserad runt . Efter rekombination måste universum ha varit neutralt tills de första objekten i universum började avge ljus och energi som kunde återjonisera det omgivande intergalaktiska mediet. Men eftersom spridningstvärsnittet för fotoner nära Lyman-alfa-gränsen av neutralt väte är mycket stort, kommer även en liten del neutralt väte att göra det optiska djupet hos det intergalaktiska mediet tillräckligt stort för att orsaka undertryckande av den observerade strålningen. Även om förhållandet mellan neutralt väte och joniserat väte kanske inte var särskilt stort, indikerar det låga flödet som observerats över Lyman-alfa-gränsen att universum var i slutskedet av återjonisering.

År 2003, efter det första släppet av data från rymdfarkosten WMAP , verkade Beckers upptäckt att slutet av återjoniseringen inträffade vid , strida mot uppskattningarna som gjordes från WMAP-mätningen av elektrondensiteten. [6] Emellertid verkar WMAP III-data som publicerades 2006 nu vara i mycket bättre överensstämmelse med de återjoniseringsgränser som fastställts av observationen av Gunn-Peterson-effekten. [7]

Se även

Anteckningar

  1. ↑ Reshetnikov, V.P. Undersökningar av himlen och djupa fält av markbaserade teleskop och rymdteleskop  // Uspekhi fizicheskikh nauk . - 2005. - T. 175 , nr 11 . - S. 1163-1183 .
  2. ↑ Vikhlinin, A.A. Kvasiperiodiska svängningar av svarta hålskandidater. Djupa undersökningar i mjuka röntgenstrålar, studier av aktiva galaktiska kärnor och galaxkluster. . - Moskva: Ryska vetenskapsakademins rymdforskningsinstitut, 1995.
  3. ↑ Poroikov, S.Yu. Egenskaper för det intergalaktiska mediet i tomrum och filament  // Journal of natural science research. - 2020. - V. 5 , nr 2 . - S. 32-50 .
  4. ↑ Gunn, JE Om densiteten av neutralt väte i det intergalaktiska rymden  //  The Astrophysical Journal . - IOP Publishing , 1965. - Vol. 142 . - P. 1633-1641 . - doi : 10.1086/148444 . - .
  5. ↑ Becker, RH -bevis för återjonisering vid z ~ 6: Detektering av ett Gunn-Peterson-tråg i az=6.28 Quasar  // Astronomical  Journal . - 2001. - Vol. 122 , nr. 6 . - P. 2850-2857 . - doi : 10.1086/324231 . - . - arXiv : astro-ph/0108097 .
  6. ↑ Kogut, A. Första året Wilkinson Microwave Anisotropy Probe (WMAP) Observationer: Temperatur-Polarisation Correlation  //  The Astrophysical Journal . - IOP Publishing , 2003. - Vol. 148 , nr. 1 . - S. 161-173 . - doi : 10.1086/377219 . - . — arXiv : astro-ph/0302213 .
  7. ↑ Sida, L. Treåriga Wilkinson Microwave Anisotropy Probe (WMAP) Observationer: Polarisationsanalys  //  The Astrophysical Journal . - IOP Publishing , 2007. - Vol. 170 , nr. 2 . - s. 335-376 . - doi : 10.1086/513699 . — . - arXiv : astro-ph/0603450 .