Реионизация
-
Реионизация и её значение
- Реионизация — это процесс повторной ионизации нейтральных атомов во Вселенной после «темных веков».
- Реионизация является вторым из двух основных фазовых переходов газа во Вселенной.
- Первый фазовый переход — рекомбинация, которая произошла при красном смещении z = 1089.
-
Методы обнаружения реионизации
- Квазары и впадина Ганна-Петерсона: квазары выделяют энергию и имеют однородные спектральные характеристики.
- Впадина Ганна-Петерсона возникает из-за поглощения света нейтральным водородом.
- Красное смещение квазаров позволяет определить время реионизации.
-
Анизотропия и поляризация реликтового излучения
- Анизотропия реликтового излучения может быть использована для изучения реионизации.
- Рассеяние Томсона оставляет след на карте анизотропии, что позволяет определить плотность электронного столба.
- Микроволновый анизотропный зонд Уилкинсона и миссия «Планк» уточнили время реионизации.
-
Альфа-излучение Лаймана
- Альфа-излучение Лаймана может указывать на состояние ионизации окружающего газа.
- Средняя плотность галактик с альфа-излучением Лаймана означает ионизированный газ, отсутствие — нейтральный.
- Измерения интенсивности альфа-линии Лаймана в галактиках подтверждают ионизацию.
-
Применение метода альфа-галактик Лаймана
- Обнаружение альфа-галактик Лаймана при z=6,5 показало, что межгалактический газ был ионизирован раньше, чем предполагалось.
- Метод позволил предположить наличие остаточного нейтрального газа при z=6.5, но большая часть газа была ионизирована до z=7.
-
Исследование реионизации
- Теория предполагает неоднородность реионизации, что требует улучшения кластеризации образцов Lyman alpha.
- Конкретные ионизированные области могут быть определены путем идентификации групп излучателей Lyman alpha.
-
Линия длиной 21 см
- 21-сантиметровая линия в водороде может помочь изучить период реионизации и «темные века».
- Наблюдения в ходе эксперимента EDGE указывают на сигнал, относящийся к эпохе реионизации.
-
Источники энергии реионизации
- Для ионизации нейтрального водорода требуется энергия выше 13,6 эВ, что соответствует фотонам с длиной волны 91,2 нм или короче.
- Основные кандидаты: квазары, звезды и галактики первого поколения.
-
Карликовые галактики
- Карликовые галактики считаются основным источником ионизирующих фотонов.
- С появлением JWST ограничения на функцию светимости в ультрафиолетовом диапазоне стали обычным делом.
- В 2014 году выявлены две галактики Зеленого горошка как вероятные кандидаты на излучение из Лаймановского континуума.
-
Квазары
- Квазары считались хорошим кандидатом, но их количество до реионизации неизвестно.
- Исследования показали, что квазаров не достаточно для реионизации IGM.
-
Звезды ТРЕТЬЕЙ популяции
- Звезды ТРЕТЬЕЙ популяции были самыми ранними звездами, не содержащими элементов тяжелее водорода.
- Они являются наиболее вероятным источником энергии для инициирования реионизации.
- В июне 2015 года обнаружены звезды ТРЕТЬЕЙ популяции в галактике Cosmos с z=6,60.