Rừng Lyman Alpha được sử dụng để làm gì?

Các rừng Lyman-alpha là một tính năng thú vị được tìm thấy trong quang phổ của các đối tượng đủ xa. Chuỗi các dòng hấp thụ này trải dài trên một dải tần số, và là kết quả của quá trình chuyển đổi điện tử Lyman-alpha của hydro trung tính ở giữa nguồn và người quan sát.

Rừng Lyman-alpha

Câu hỏi của tôi là: Thông tin nào có thể được lượm lặt về vũ trụ từ đặc điểm quang phổ này? Nói cách khác, những lĩnh vực nghiên cứu nào sử dụng rừng Lyman-alpha làm công cụ, thay vì xem nó là tiếng ồn?

spectra

— chiêm tinh
nguồn

Rừng alpha Lyman mã hóa phần trung tính của mật độ hydro dọc theo đường ngắm được xác định bởi nhiệt độ của nó và Doppler bị dịch chuyển bởi vận tốc đặc biệt của nó. Do đó, nó cho phép bạn nghiên cứu cả ba lĩnh vực, cực kỳ hữu ích, ví dụ để hiểu trạng thái vật lý của môi trường liên thiên hà, động học của nó, hình học.

— chris

@chris Nhận xét tuyệt vời. Tôi khuyến khích bạn biến điều này thành một câu trả lời.

— Astromax 16/03 '

Theo Lyman Alpha Forest hướng dẫn trên web của UCLA (Wright, 2004), có rất nhiều "đám mây" khí giữa chúng ta và một chuẩn tinh xa xôi (như một ví dụ) hấp thụ

tia cực tím ở bước sóng của dòng Lyman alpha của hydro ở bước sóng 122nm.

Tuy nhiên, do các đám mây khí có ít dịch chuyển hơn so với quasar ở xa, nên các vạch hấp thụ của chúng ít bị dịch chuyển hơn so với vật ở xa - một ví dụ hoạt hình được hiển thị bên dưới (từ trang web của UCLA):

nhập mô tả hình ảnh ở đây

Bây giờ, điều quan trọng của khu rừng là nó đại diện cho các đám mây nhỏ hơn các thiên hà nhỏ nhất, do đó

Chúng ta chỉ có thể nhìn thấy những đám mây có khối lượng rất thấp này bằng sự hấp thụ mà chúng tạo ra trong dòng mạnh nhất của nguyên tố phong phú nhất: Lyman alpha. Do đó, bằng cách nghiên cứu rừng alpha Lyman, chúng ta có thể tìm hiểu về sự dao động mật độ trong Vũ trụ trên các thang đo nhỏ nhất có thể quan sát được.

Một lời giải thích tương tự về tầm quan trọng của khu rừng, được đưa ra bởi Quasars, Lyman Alpha Forest và Reionization of the Universe (Mortlock et al. 2011) là

các quasar như ULAS J1120 + 0641 rất sáng và ở độ dịch chuyển đỏ cao, vật liệu can thiệp dịch chuyển đỏ thấp hơn có thể hấp thụ một phần ánh sáng của chúng, để lại dấu vân tay trên quang phổ cuối cùng mà chúng ta quan sát được trên Trái đất. Bởi vì hydro là nguyên tố phong phú nhất trong vũ trụ, nên không có gì ngạc nhiên khi nó để lại dấu hiệu quang phổ nổi bật nhất, dưới dạng một rừng các đường hấp thụ.

Cụ thể, có ý nghĩa quan trọng là Mortlock et al. (2011) nói rằng

Rừng alpha Lyman có thể được sử dụng để theo dõi quá trình tái ion hóa vũ trụ này.

Cảm ơn vì sự trả lời. Bất kỳ chi tiết cụ thể về cách sử dụng nó như một phép đo khoảng cách?

— Astromax

@astromax: Nhận xét muộn và có thể bạn biết bây giờ, nhưng có thể hữu ích cho những người đọc trong tương lai: Vì bước sóng còn lại của Lyα đã được biết (_r = 1216), bước sóng quan sát được _o cho bạn biết độ lệch màu đỏ của đám mây chịu trách nhiệm sự hấp thụ (và chuẩn tinh phát ra ánh sáng); z = _r / λ_o - 1. Điều này có thể được chuyển đổi thành khoảng cách bằng cách sử dụng một công thức quá phức tạp để viết trong một nhận xét, nhưng có thể được tìm thấy ở đây .

— pela

Tuy nhiên, thông thường chúng ta không quan tâm đến các khoảng cách đám mây riêng lẻ, mà là mật độ không gian thống kê của chúng trong một số khoảng cách.

— pela