Untuk apa hutan Lyman Alpha digunakan?

The hutan Lyman-alpha adalah fitur menarik yang ditemukan dalam spektrum benda cukup jauh. Serangkaian garis serapan ini meluas pada rentang frekuensi, dan merupakan hasil transisi elektron Lyman-alpha dari hidrogen netral di antara sumber dan pengamat.

Hutan Lyman-alpha

Pertanyaan saya adalah: Informasi apa yang dapat diperoleh tentang alam semesta dari fitur spektral ini? Dengan kata lain, bidang penelitian apa yang menggunakan hutan Lyman-alpha sebagai alat, alih-alih melihatnya sebagai kebisingan?

spectra

— astromax
sumber

Hutan alfa Lyman mengkodekan fraksi netral dari kerapatan hidrogen di sepanjang garis pandang yang dililit oleh suhu dan Doppler bergeser oleh kecepatannya yang khas. Oleh karena itu memungkinkan Anda untuk mempelajari ketiga bidang, yang sangat berguna, misalnya untuk memahami keadaan fisik media intergalaksi, kinematika, geometri.

— chris

@ Chris Komentar yang bagus. Saya mendorong Anda untuk membuat ini menjadi jawaban.

— astromax

Menurut web-tutorial UCLA Lyman Alpha Forest (Wright, 2004), ada banyak 'awan' gas antara kami dan quasar jauh (sebagai contoh) yang menyerap

sinar ultraviolet pada panjang gelombang garis alfa hidrogen Lyman pada panjang gelombang 122 nm.

Namun, karena awan gas kurang memiliki pergeseran merah dibandingkan dengan quasar yang jauh, maka garis serapannya kurang tergeser dibandingkan objek yang jauh - contoh kartun ditunjukkan di bawah ini (dari situs web UCLA):

masukkan deskripsi gambar di sini

Sekarang, signifikansi dari hutan adalah bahwa ia mewakili awan yang lebih kecil dari galaksi terkecil

Kita hanya bisa melihat awan massa yang sangat rendah ini dengan penyerapan yang dihasilkannya dalam garis terkuat dari unsur yang paling berlimpah: Lyman alpha. Dengan demikian dengan mempelajari hutan alfa Lyman kita dapat belajar tentang fluktuasi kepadatan di Alam Semesta pada skala terkecil yang dapat diamati.

Penjelasan serupa tentang pentingnya hutan, diberikan oleh Quasar, Hutan Lyman Alpha, dan Reionisasi Semesta (Mortlock et al. 2011) adalah

quasar seperti ULAS J1120 + 0641 cerah dan pada pergeseran merah tinggi, bahan intervensi pergeseran merah lebih rendah dapat menyerap sebagian cahayanya, meninggalkan sidik jari pada spektrum akhir yang kita amati di Bumi. Karena hidrogen adalah unsur yang paling melimpah di alam semesta, seharusnya tidak mengejutkan bahwa hidrogen meninggalkan tanda spektral yang paling menonjol, dalam bentuk hutan garis serapan.

Secara khusus, yang paling penting adalah bahwa Mortlock et al. (2011) menyatakan itu

Hutan alfa Lyman dapat digunakan untuk melacak re-ionisasi alam semesta ini.

Terima kasih atas tanggapannya. Adakah yang spesifik tentang bagaimana menggunakannya sebagai pengukuran jarak?

— astromax

@astromax: Komentar terakhir, dan mungkin Anda sudah tahu sekarang, tetapi mungkin bermanfaat bagi pembaca di masa depan: Karena panjang gelombang lain dari Lyα diketahui (λ_r = 1216 Å), panjang gelombang yang diamati λ_o memberi tahu Anda z pergeseran awan yang bertanggung jawab untuk penyerapan (dan quasar memancarkan cahaya); z = λ_r / λ_o - 1. Ini dapat dikonversi menjadi jarak menggunakan rumus yang terlalu rumit untuk ditulis dalam komentar, tetapi dapat ditemukan di sini .

— pela

Namun, biasanya kami tidak tertarik pada jarak awan individu, melainkan kepadatan ruang statistiknya dalam beberapa rentang jarak.

— pela