Do czego służy las Lyman Alpha?

Las Lyman-alfa jest interesująca cecha się w widmach wystarczająco dalekich przedmiotów. Ta seria linii absorpcyjnych rozciąga się na pewien zakres częstotliwości i jest wynikiem przejścia elektronowego Lyman-alfa neutralnego wodoru pomiędzy źródłem a obserwatorem.

Las Lyman-alfa

Moje pytanie brzmi: jakie informacje można uzyskać o wszechświecie z tej spektralnej cechy? Innymi słowy, jakie obszary badań wykorzystują las Lyman-alfa jako narzędzie, zamiast postrzegać go jako hałas?

spectra

— astromax
źródło

Las alfa Lyman koduje obojętny ułamek gęstości wodoru wzdłuż linii wzroku splątanej przez jego temperaturę i doppler przesunięty przez swoistą prędkość. Dzięki temu pozwala badać wszystkie trzy pola, co jest niezwykle przydatne, np. Do zrozumienia stanu fizycznego ośrodka międzygalaktycznego, jego kinematyki, geometrii.

— Chris

@chris Świetny komentarz. Zachęcam do uczynienia z tego odpowiedzi.

— astromax

Według samouczka internetowego UCLA Lyman Alpha Forest (Wright, 2004) istnieje wiele „chmur” gazu między nami a odległym kwazarem (jako przykład), które pochłaniają

światło ultrafioletowe o długości fali linii alfa Lymana wodoru o długości fali 122 nm.

Ponieważ jednak chmury gazu mają przesunięcie ku czerwieni mniej niż odległego kwazara, ich linie absorpcji są mniej przesunięte ku czerwieni niż odległy obiekt - przykład z kreskówki pokazano poniżej (ze strony UCLA):

wprowadź opis zdjęcia tutaj

Znaczenie lasu polega na tym, że reprezentuje on chmury mniejsze niż najmniejsze galaktyki

Te chmury o bardzo niskiej masie widzimy tylko dzięki absorpcji, którą wytwarzają w najsilniejszej linii najobfitszego pierwiastka: Lymana alfa. Zatem badając las alfa Lyman możemy dowiedzieć się o wahaniach gęstości we Wszechświecie w najmniejszych obserwowalnych skalach.

Podobne wyjaśnienie znaczenia lasu podaje Quasars, Lyman Alpha Forest i Reionization of the Universe (Mortlock i in. 2011):

kwazary, takie jak ULAS J1120 + 0641, są jasne i przy wysokim przesunięciu ku czerwieni, niższy materiał pośredni przesunięcia ku czerwieni może pochłonąć część ich światła, pozostawiając odciski palców na końcowym spektrum, które obserwujemy na Ziemi. Ponieważ wodór jest najliczniejszym pierwiastkiem we wszechświecie, nie powinno dziwić, że pozostawia on najbardziej widoczną sygnaturę widmową w postaci lasu linii absorpcyjnych.

Szczególnie ważne jest to, że Mortlock i in. (2011) twierdzą, że

Las alfa Lyman może być wykorzystany do prześledzenia tej rejonizacji wszechświata.

Dzięki za odpowiedzi. Jakieś szczegóły dotyczące tego, jak używać go jako pomiaru odległości?

— astromax

@astromax: Późny komentarz i prawdopodobnie już wiesz, ale może być przydatny dla przyszłych czytelników: Ponieważ znana jest długość fali resztkowej Lyα (λ_r = 1216 Å), obserwowana długość fali λ_o mówi o przesunięciu ku czerwieni z chmury odpowiedzialnej za absorpcja (i kwazar emitujący światło); z = λ_r / λ_o - 1. Można to przekonwertować na odległość za pomocą wzoru, który jest zbyt skomplikowany, aby napisać w komentarzu, ale można go znaleźć tutaj .

— pela

Zwykle jednak nie interesują nas indywidualne odległości chmur, ale raczej ich statystyczna gęstość przestrzeni w pewnym zakresie odległości.

— pela