В астрономической спектроскопии , то корыто Ганна-Петерсона является особенностью спектров из квазаров из - за присутствия нейтрального водорода в МГС (IGM) . Желоб характеризуется подавлением электромагнитного излучения квазара на длинах волн меньше, чем у линии Лайман-альфа при красном смещении испускаемого света. Этот эффект был первоначально предсказан в 1965 году Джеймсом Э. Ганном и Брюсом Петерсоном . [1]
Первое обнаружение
В течение более чем трех десятилетий после предсказания не было найдено объектов, достаточно далеких, чтобы показать желоб Ганна – Петерсона. Лишь в 2001 году, когда Роберт Беккер и другие [2] открыли квазар с красным смещением z = 6,28 с использованием данных Sloan Digital Sky Survey , желоб Ганна-Петерсона был наконец обнаружен. В статью также были включены квазары с красными смещениями z = 5,82 и z = 5,99, и, хотя каждый из них демонстрировал поглощение на длинах волн на синей стороне перехода Лайман-альфа, также были многочисленные всплески потока. Однако поток квазара при z = 6,28 был фактически нулевым за пределом Лайман-альфа, а это означало, что доля нейтрального водорода в IGM должна была быть больше ~ 10 -3 .
Доказательства реионизации
Обнаружение впадины в квазаре с z = 6,28 и отсутствие впадины в квазарах, обнаруженных на красных смещениях чуть ниже z = 6, явилось убедительным свидетельством того, что водород во Вселенной претерпел переход от нейтрального к ионизированному при z = 6. Ожидается, что после рекомбинации Вселенная будет нейтральной, пока первые объекты во Вселенной не начнут излучать свет и энергию, которые реионизируют окружающие IGM. 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 отношение нейтрального водорода к ионизированному водороду могло быть не 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 Беккером, что конец реионизации произошел при z ≈ 6, по-видимому, противоречит оценкам, сделанным на основе измерения плотности электронного столбца WMAP. [3] Однако данные WMAP III, опубликованные в 2006 году, теперь, кажется, намного лучше согласуются с ограничениями на реионизацию, установленными при наблюдении за желобом Ганна-Петерсона. [4]
Смотрите также
Рекомендации
- ^ Ганн, Дж. Э .; Петерсон, BA (1965). «О плотности нейтрального водорода в межгалактическом пространстве». Астрофизический журнал . 142 : 1633–1641. Bibcode : 1965ApJ ... 142.1633G . DOI : 10.1086 / 148444 .
- ^ Беккер, Р.Х .; и другие. (2001). «Свидетельства реионизации на z ~ 6: обнаружение впадины Ганна – Петерсона в квазаре z = 6.28». Астрономический журнал . 122 (6): 2850–2857. arXiv : astro-ph / 0108097 . Bibcode : 2001AJ .... 122.2850B . DOI : 10.1086 / 324231 . S2CID 14117521 .
- ^ Когут, А .; и другие. (2003). "Наблюдения за первый год работы зонда Уилкинсона с помощью микроволнового зонда анизотропии (WMAP): корреляция температуры и поляризации". Серия дополнений к астрофизическому журналу . 148 (1): 161–173. arXiv : astro-ph / 0302213 . Bibcode : 2003ApJS..148..161K . DOI : 10.1086 / 377219 .
- ^ Пейдж, Л .; и другие. (2007). "Трехлетние наблюдения с помощью зонда Уилкинсона микроволновой анизотропии (WMAP): анализ поляризации". Серия дополнений к астрофизическому журналу . 170 (2): 335–376. arXiv : astro-ph / 0603450 . Bibcode : 2007ApJS..170..335P . DOI : 10.1086 / 513699 . S2CID 12113374 .