Желоб Ганна-Петерсона

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

Желоб Ганна-Петерсона — в астрономической спектроскопии особенность спектров квазаров из-за присутствия нейтрального водорода в межгалактической среде. Желоб характеризуется подавлением электромагнитного излучения квазара на длинах волн меньше, чем у линии Лайман-альфа при красном смещении излучаемого света. Этот эффект был первоначально предсказан в 1965 году Джеймсом Ганном и Брюсом Петерсоном.[1]

Первое обнаружение[править | править код]

В течение более трех десятилетий после предсказания ни один объект не был найден достаточно далеко, чтобы показать впадину Ганна-Петерсона. Лишь в 2001 году, когда Роберт Беккер и другие[2],используя данные от Sloan Digital Sky Survey, обнаружили квазар с красным смещением z = 6,28, впадина Ганна-Петерсона наконец была обнаружена. В документе также включены квазары с красными смещениями от Z = 5.82 и Z = 5.99, и, хотя каждый из них демонстрировал поглощение на длинах волн на синей стороне перехода Лаймана-альфа, но также имелись многочисленные всплески потока. Однако, поток квазара при z = 6,28 был фактически нулевым за пределом Лаймана-альфа, а это означает, что доля нейтрального водорода в межгалактической среде должна была быть больше, чем ~10−3.

Доказательства реионизации[править | править код]

Обнаружение впадины в квазаре с z = 6,28 и отсутствие впадины в квазарах, обнаруженных при красных смещениях чуть ниже z = 6, являются убедительным доказательством того, что водород во Вселенной претерпел переход от нейтрального к ионизированному вокруг z = 6. После рекомбинации, вселенная должна была быть нейтральной до тех пор, пока первые объекты во вселенной не начали излучать свет и энергию, которые могли бы реионизировать окружающую межгалактическую среду . Однако, поскольку сечение рассеяния фотонов с энергиями, близкими к пределу лимана-альфа с нейтральным водородом, очень велико, даже небольшая доля нейтрального водорода сделает оптическую толщину межгалактической среды достаточно высокой, чтобы вызвать подавление наблюдаемого излучения. Несмотря на то, что отношение нейтрального водорода к ионизированному водороду, возможно, не было особенно высоким, низкий поток, наблюдаемый за пределом Лимана-альфа, указывает на то, что Вселенная находилась на последних стадиях реионизации.

После первого выпуска данных с космического корабля WMAP в 2003 году определение Беккера, что конец реионизации произошел при z ≈ 6, казалось, противоречило оценкам, сделанным из измерения WMAP плотности электронных колонок.[3] Однако данные WMAP III, опубликованные в 2006 году, теперь, по-видимому, находятся в гораздо лучшем согласии с ограничениями на реионизацию, установленными при наблюдении впадины Ганна-Петерсона.[4]

См. также[править | править код]

Ссылки[править | править код]

  1. Gunn, J.E. (1965). “On the Density of Neutral Hydrogen in Intergalactic Space”. Astrophysical Journal. 142: 1633—1641. Bibcode:1965ApJ...142.1633G. DOI:10.1086/148444.
  2. Becker, R. H. (2001). “Evidence For Reionization at z ~ 6: Detection of a Gunn-Peterson Trough in a z=6.28 Quasar”. Astronomical Journal. 122 (6): 2850—2857. arXiv:astro-ph/0108097. Bibcode:2001AJ....122.2850B. DOI:10.1086/324231.
  3. Kogut, A. (2003). “First-Year Wilkinson Microwave Anisotropy Probe (WMAP) Observations: Temperature-Polarization Correlation”. Astrophysical Journal Supplement Series. 148 (1): 161—173. arXiv:astro-ph/0302213. Bibcode:2003ApJS..148..161K. DOI:10.1086/377219.
  4. Page, L. (2007). “Three-Year Wilkinson Microwave Anisotropy Probe (WMAP) Observations: Polarization Analysis”. Astrophysical Journal Supplement Series. 170 (2): 335—376. arXiv:astro-ph/0603450. Bibcode:2007ApJS..170..335P. DOI:10.1086/513699.