Gunn-Petersonův efekt

Gunn-Petersonův efekt  je deprese ve spektrech kvasarů a jiných vzdálených objektů při vysokých rudých posuvech v důsledku rezonanční absorpce elektromagnetických vln kratších než Lyman-alfa linie neutrálními vodíkovými oblaky v mezigalaktickém prostředí [1] [2] ; jinými slovy, zmizení lesa Lyman-alfa [3] . Tento efekt původně předpověděli v roce 1965 James Gunn a Bruce Peterson [4] . Je to důležité pro studium rané historie mezigalaktického prostředí, zejména pro určení epochy, kdy byla dokončena sekundární ionizace ( reionizace ) vesmíru .

První pozorování

Více než tři desetiletí po předpovědi nebyl nalezen žádný objekt dostatečně daleko, aby tento efekt detekoval. Teprve v roce 2001, kdy Robert Becker a další [5] objevili kvasar s červeným posuvem pomocí dat ze Sloan Digital Sky Survey , byl Gunn-Petersonův efekt konečně objeven. Beckerův článek také popsal kvasary s červeným posuvem a , a přestože každý vykazoval absorpci na vlnových délkách na modré straně přechodu Lyman-alfa, došlo také k četným výbuchům toku. Tok kvasaru c byl však fakticky nulový za limitem Lyman-alfa, což znamenalo, že podíl neutrálního vodíku v mezigalaktickém prostředí musel překročit .

Důkaz pro reionizaci

Objev Gunn-Petersonova efektu pro kvasar c a jeho nepřítomnost pro kvasary nalezené v rudém posuvu těsně pod , silně naznačuje, že vodík ve vesmíru prošel přechodem z neutrálního na ionizovaný kolem . Po rekombinaci musel být vesmír neutrální, dokud první objekty ve vesmíru nezačaly vyzařovat světlo a energii, která by mohla reionizovat okolní mezigalaktické médium. Protože však rozptylový průřez pro fotony v blízkosti Lyman-alfa limitu neutrálním vodíkem je velmi velký, i malá část neutrálního vodíku způsobí, že optická hloubka mezigalaktického média bude dostatečně velká, aby způsobila potlačení pozorovaného záření. Ačkoli poměr neutrálního vodíku k ionizovanému vodíku nemusel být nijak zvlášť velký, nízký tok pozorovaný nad limitem Lyman-alfa ukazuje, že vesmír byl v závěrečných fázích reionizace.

V roce 2003, po prvním zveřejnění dat z kosmické lodi WMAP , se zdálo, že Beckerův objev, že konec reionizace nastal v , byl v rozporu s odhady vyrobenými z měření elektronové hustoty WMAP. [6] Údaje WMAP III publikované v roce 2006 se však nyní zdají být v mnohem lepší shodě s limity reionizace stanovenými pozorováním Gunn-Petersonova jevu. [7]

Viz také

Poznámky

  1. ↑ Rešetnikov, V.P. Průzkumy oblohy a hlubokých polí pozemních a vesmírných dalekohledů  // Uspekhi fizicheskikh nauk . - 2005. - T. 175 , č. 11 . - S. 1163-1183 .
  2. ↑ Vikhlinin, A.A. Kvaziperiodické oscilace kandidátů na černé díry. Hluboké průzkumy v měkkém rentgenovém záření, studie aktivních galaktických jader a kup galaxií. . - Moskva: Ústav kosmického výzkumu Ruské akademie věd, 1995.
  3. ↑ Poroikov, S.Yu. Charakteristika intergalaktického média v dutinách a vláknech  // Journal of natural science research. - 2020. - V. 5 , č. 2 . - S. 32-50 .
  4. ↑ Gunn, JE O hustotě neutrálního vodíku v mezigalaktickém prostoru  //  The Astrophysical Journal . - IOP Publishing , 1965. - Sv. 142 . - S. 1633-1641 . - doi : 10.1086/148444 . - .
  5. ↑ Becker, RH Evidence For Reionization at z ~ 6: Detection of Gunn-Peterson Tough in az=6.28 Quasar  // Astronomical  Journal . - 2001. - Sv. 122 , č. 6 . - S. 2850-2857 . - doi : 10.1086/324231 . - . - arXiv : astro-ph/0108097 .
  6. ↑ Kogut, A. First-Year Wilkinson Microwave Anisotropy Probe (WMAP) Observations: Temperature-Polarization Correlation  //  The Astrophysical Journal . - IOP Publishing , 2003. - Sv. 148 , č.p. 1 . - S. 161-173 . - doi : 10.1086/377219 . - . — arXiv : astro-ph/0302213 .
  7. ↑ Page, L. Tříletá pozorování Wilkinsonovy mikrovlnné anizotropní sondy (WMAP): Polarizační analýza  //  The Astrophysical Journal . - IOP Publishing , 2007. - Sv. 170 , č.p. 2 . - str. 335-376 . - doi : 10.1086/513699 . — . - arXiv : astro-ph/0603450 .