Lyman-Alpha-Strahler

Ein Lyman-Alpha-Strahler ( LAE ) ist eine Art entfernter Galaxie , die Lyman-Alpha-Strahlung aus neutralem Wasserstoff aussendet .

Ein Lyman-Alpha-Strahler (links) und ein künstlerischer Eindruck, wie er aus relativ geringer Entfernung aussehen könnte (rechts).

Die meisten bekannten LAEs sind extrem weit entfernt und bieten aufgrund der endlichen Laufzeit des Lichts Einblicke in die Geschichte des Universums. Sie gelten als die Vorläufer der meisten modernen Galaxien vom Typ der Milchstraße . Diese Galaxien lassen sich heute bei Schmalbandsuchen recht leicht durch einen Überschuss ihres Schmalbandflusses bei einer Wellenlänge finden, die als Rotverschiebung interpretiert werden kann :

1+z={\frac {\lambda }{1215.67\mathrm {\AA}}}

wobei z die Rotverschiebung ist, $\lambda$ die beobachtete Wellenlänge ist und 1215,67 Å die Wellenlänge der Lyman-Alpha-Emission ist. Es wird angenommen, dass die Lyman-Alpha-Linie in den meisten LAEs durch die Rekombination von interstellarem Wasserstoff verursacht wird, der durch eine anhaltende Sternentstehung ionisiert wird. Eine solche Lyman-Alpha-Emission wurde erstmals 1967 von Bruce Partridge und PJE Peebles als Signatur junger Galaxien vorgeschlagen . ^[1] Experimentelle Beobachtungen der Rotverschiebung von LAEs sind in der Kosmologie wichtig ^[2], weil sie Halos der Dunklen Materie und anschließend die Entwicklung von Materieverteilung im Universum.

Eigenschaften

Lyman-Alpha-Strahler sind typischerweise Galaxien mit geringer Masse von 10 ⁸ bis 10 ¹⁰ Sonnenmassen . Sie sind typischerweise junge Galaxien, die 200 bis 600 Millionen Jahre alt sind, und sie haben die höchste spezifische Sternentstehungsrate aller bekannten Galaxien. All diese Eigenschaften weisen darauf hin, dass Lyman-Alpha-Strahler wichtige Hinweise auf die Vorfahren moderner Galaxien vom Typ der Milchstraße sind.

Lyman-Alpha-Strahler haben viele unbekannte Eigenschaften. Der Anteil der Lyman-Alpha-Photonenflucht variiert in diesen Galaxien stark. Dies ist der Teil des Lichts, das bei der Wellenlänge der Lyman-Alpha-Linie innerhalb der Galaxie emittiert wird, und wird für entfernte Beobachter sichtbar. Es gibt viele Hinweise darauf, dass der Staubgehalt dieser Galaxien signifikant sein könnte und daher die Helligkeit dieser Galaxien verschleiert. Es ist auch möglich, dass die anisotrope Verteilung der Wasserstoffdichte und -geschwindigkeit aufgrund der fortgesetzten Wechselwirkung der Photonen mit dem Wasserstoffgas ( Strahlungstransfer ) eine signifikante Rolle bei der variierenden Austrittsfraktion spielt . ^{[3] Die} Beweise zeigen nun eine starke Entwicklung in der Lyman Alpha-Escape-Fraktion mit Rotverschiebung, die höchstwahrscheinlich mit der Ansammlung von Staub im ISM zusammenhängt . Es wird gezeigt, dass Staub der Hauptparameter ist, der das Entweichen von Lyman-Alpha-Photonen bestimmt. ^[4] Darüber hinaus sind die Metallizität , die Ausflüsse und die detaillierte Entwicklung mit Rotverschiebung unbekannt.

Bedeutung in der Kosmologie

LAEs sind wichtige Sonden der Reionisation, ^[5] Kosmologie ( BAO ), und sie ermöglichen die Sondierung des schwachen Endes der Leuchtkraftfunktion bei hoher Rotverschiebung.

Das baryonische akustische Oszillationssignal sollte im Leistungsspektrum von Lyman-alpha-Strahlern bei hoher Rotverschiebung sichtbar sein. ^[6] Baryonische akustische Oszillationen sind Abdrücke von Schallwellen auf Skalen, auf denen der Strahlungsdruck die Dichtestörungen gegen den Gravitationskollaps im frühen Universum stabilisierte. Die dreidimensionale Verteilung der charakteristisch homogenen Lyman-Alpha-Galaxienpopulation wird eine robuste Untersuchung der Kosmologie ermöglichen. Sie sind ein gutes Werkzeug, da der Lyman-Alpha-Bias, die Neigung von Galaxien, sich in der höchsten Überdichte der zugrunde liegenden Verteilung der Dunklen Materie zu bilden, modelliert und berücksichtigt werden kann. Lyman-Alpha-Strahler sind in Clustern zu dicht.

Siehe auch

Verweise

^ Rebhuhn, RB; Peebles, PJE (1967). "Sind junge Galaxien sichtbar?". Das Astrophysikalische Journal . 147 : 868. Bibcode : 1967ApJ...147..868P . doi : 10.1086/149079 . ISSN 0004-637X .
^ Nilsson (2007). „Die Lyman-Alpha-Emissionslinie als kosmologisches Werkzeug“ . arXiv : 0711.2199 . Bibcode : 2007PhDT.......106N . Cite Journal erfordert |journal=( Hilfe )
^ Zheng, Zheng; Wallace, Joshua (2014). „Anisotrope Lyman-Alpha-Emission“. Das Astrophysikalische Journal . 794 (2): 116. arXiv : 1308.1405 . Bibcode : 2014ApJ...794..116Z . doi : 10.1088/0004-637X/794/2/116 . S2CID 119308774 .
^ Blanc, Guillermo A.; Gebhardt, K.; Hill, GJ; Gronwall, C.; Ciardullo, R.; Finkelstein, S.; Gawiser, E.; HETDEX-Kollaboration (2012). „HETDEX: Evolution der Lyman Alpha-Emitter“. Zusammenfassungen der Tagung der American Astronomical Society #219 . 219 : 424,13. Bibcode : 2012AAS...21942413B .
^ Clément, B.; Cuby, J.-G.; Courbin, F.; Fontana, A.; Freudling, W.; Fynbo, J.; Gallego, J.; Hibon, P.; Kneib, J.-P.; Le Fèvre, O.; Lidman, C.; McMahon, R.; Milvang-Jensen, B.; Möller, P.; Moorwood, A.; Nilsson, KK; Pentericci, L.; Venemans, B.; Villar, V.; Willis, J. (2012). "Entwicklung der beobachteten Lyαluminosity-Funktion von z = 6,5 bis z = 7,7: Beweise für die Epoche der Reionisation?". Astronomie und Astrophysik . 538 : A66. arXiv : 1105.4235 . Bibcode : 2012A&A...538A..66C . doi : 10.1051/0004-6361/201117312 . S2CID 56301110 .
^ [1] Beschränkung der Kosmologie mit Lyman-Alpha-Emittern eine Studie mit HETDEX-Parametern

[1] Rebhuhn, RB; Peebles, PJE (1967). "Sind junge Galaxien sichtbar?". Das Astrophysikalische Journal . 147 : 868. Bibcode : 1967ApJ...147..868P . doi : 10.1086/149079 . ISSN 0004-637X .

[2] Nilsson (2007). „Die Lyman-Alpha-Emissionslinie als kosmologisches Werkzeug“ . arXiv : 0711.2199 . Bibcode : 2007PhDT.......106N . Cite Journal erfordert |journal=( Hilfe )

[3] Zheng, Zheng; Wallace, Joshua (2014). „Anisotrope Lyman-Alpha-Emission“. Das Astrophysikalische Journal . 794 (2): 116. arXiv : 1308.1405 . Bibcode : 2014ApJ...794..116Z . doi : 10.1088/0004-637X/794/2/116 . S2CID 119308774 .

[4] Blanc, Guillermo A.; Gebhardt, K.; Hill, GJ; Gronwall, C.; Ciardullo, R.; Finkelstein, S.; Gawiser, E.; HETDEX-Kollaboration (2012). „HETDEX: Evolution der Lyman Alpha-Emitter“. Zusammenfassungen der Tagung der American Astronomical Society #219 . 219 : 424,13. Bibcode : 2012AAS...21942413B .

[5] Clément, B.; Cuby, J.-G.; Courbin, F.; Fontana, A.; Freudling, W.; Fynbo, J.; Gallego, J.; Hibon, P.; Kneib, J.-P.; Le Fèvre, O.; Lidman, C.; McMahon, R.; Milvang-Jensen, B.; Möller, P.; Moorwood, A.; Nilsson, KK; Pentericci, L.; Venemans, B.; Villar, V.; Willis, J. (2012). "Entwicklung der beobachteten Lyαluminosity-Funktion von z = 6,5 bis z = 7,7: Beweise für die Epoche der Reionisation?". Astronomie und Astrophysik . 538 : A66. arXiv : 1105.4235 . Bibcode : 2012A&A...538A..66C . doi : 10.1051/0004-6361/201117312 . S2CID 56301110 .

[6] [1] Beschränkung der Kosmologie mit Lyman-Alpha-Emittern eine Studie mit HETDEX-Parametern

[1]