Lyman Alpha森林有什么用?


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莱曼-阿尔法森林是在足够远的物体的光谱中发现了一个有趣的特征。这一系列吸收线在一定频率范围内延伸,是源与观察者之间中性氢的莱曼-阿尔法电子跃迁的结果。

莱曼-阿尔法森林

我的问题是:可以从这种光谱特征中收集有关宇宙的哪些信息?换句话说,哪些研究领域将Lyman-alpha森林用作工具,而不是将其视为噪音?


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莱曼(Lyman)α林对沿视线的氢密度进行中性编码,视线受其温度卷积,而多普勒随其速度变化。因此,它使您能够研究所有三个领域,这非常有用,例如了解星系间介质的物理状态,运动学和几何形状。
克里斯

@chris很棒的评论。我鼓励您回答这个问题。
astromax 2014年

Answers:


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根据加州大学洛杉矶分校的网络教程莱曼·阿尔法森林(莱特,2004年),在我们与遥远的类星体(例如)之间存在许多“气体云”

在氢气的Lyman alpha线波长处的紫外线在122 nm处。

但是,由于气体云的红移比远处的类星体少,因此它们的吸收线也比远处的物体少红移-下面是一个卡通示例(来自UCLA网站):

在此处输入图片说明

现在,森林的意义在于它代表的云小于最小的星系,因此

我们只能通过它们在最丰富的元素的最强线:莱曼α中产生的吸收来看到这些质量很低的云。因此,通过研究莱曼阿尔法森林,我们可以以最小的可观测尺度了解宇宙中的密度波动。

Quasars,莱曼阿尔法森林(Lyman Alpha Forest)给出了类似的森林意义解释,而宇宙的再离子化(Mortlock et al。2011)是

诸如ULAS J1120 + 0641之类的类星体是明亮的,并且在高红移下,较低的红移中间材料可以吸收一些光,从而在我们在地球上观察到的最终光谱上留下指纹。因为氢是宇宙中最丰富的元素,所以它以吸收线森林的形式留下最突出的光谱特征就不足为奇了。

特别是,最重要的是Mortlock等人。(2011)指出

莱曼阿尔法森林可以用来追踪宇宙的再电离。


感谢您的回复。关于如何将其用作距离测量的任何细节?
astromax

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@astromax:评论较晚,您可能现在已经知道,但可能对将来的读者有用:由于已知Lyα的其余波长(λ_r= 1216Å),因此观察到的波长λ_o告诉您负责该云的红移z吸收(和类星体发光);z =λ_r/λ_o– 1.可以使用太复杂的公式将其转换为距离,以致无法在注释中写出,但可以在此处找到。
佩拉

通常,我们对单个的云距离不感兴趣,但是对它们在一定距离范围内的统计空间密度不感兴趣。
佩拉
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