Lyman alfa-skogen

Lyman alfa-skogen 3
För högupplösta spektran, där Lyman alfa-linjen går att urskilja, har man funnit att formen på linjerna ganska väl går
att approximera med en Voigtprofil, en sammansättning av en Gausskurva och en Lorentzkurva, vilket är vanligt
inom spektroskopi. De storheter som går att utläsa för varje linje är då linjebredden, kolumndensiteten samt
rödförskjutningen.
Kosmologisk information
Lyman alfa-skogar är en väldigt användbar källa till information om fysikalisk kosmologi. Den främsta
användningen av metoden har man för att bestämma mängd och position för materia i universum, men den används
även inom en rad andra områden. Eftersom det först och främst går att se ljus från kvasarerna över huvud taget så
kan man begränsa hur mycket neutralt väte det finns mellan jorden och källan och även hur det är distribuerat.
Tidigare trodde man att det intergalaktiska mediet var jämt fördelat mellan jorden och kvasarer vilket i så fall skulle
leda till absorption på alla positioner i spektran mellan oss och kvasaren. Observationer tyder dock på att mediet är
ihopklumpat till separata regioner.
Vidare kan analyser av Lyman alfa-skogar säga mycket om hur universum utvecklas och hur dess strukturer bildas.
Gasmolnen är inte lika massiva som galaxer. Man har istället gjort datasimuleringar som visar att det är möjligt att
galaxer kan bildas från dessa system genom att bara starta utifrån små fluktuationer i materiadensiteten och sedan
endast låta gravitation och de andra kända krafterna verka. Regionerna med neutralt väte är formade genom att gas
samlas i gravitationella potentialbrunnar inräknat all materia och inte bara den synliga. De är därmed ett tecken på att
mörk materia existerar. Man har fått numeriska simuleringar att överensstämma bra med observationer vilket visar
att det inte kan finnas för mycket varm mörk materia, partiklar som rör sig mycket nära ljushastigheten. Detta då för
mycket sådan skulle utplåna småskaliga strukturer.
Lyman alfa-systemen innehåller även deuterium. Deuterium skapades i det mycket tidiga universum och man tror att
det inte nyskapas något efter det, bara förstörs. Även deuterium absorberar ljus från kvasarer och kan därför mätas
precis som 1 H (protium). Man förutsätter att allt deuterium i systemen har sitt ursprung i det tidiga universum och
har sedan mätt mängden i många av systemen. Detta ger det hittills bästa värdet man har fått på mängden deuterium i
universum och med nukleosyntesberäkningar från Big Bang kan man även få fram ett bra mått på baryontätheten i
universum. Hydrodynamiska simuleringar av hierarkisk strukturformation tyder på att den största delen baryoner
finns i det intergalaktiska mediet som har en rödförskjutning större än 2. Galaxer med hög rödförskjutning skulle då
utgöra endast en mindre del av mängden materia till skillnad mot vad observationer gjorda på lägre rödförskjutning
tyder på.
Externa länkar
• The Lyman Alpha Forest in the spectra of QSOS [1] (engelska)
• Large-scale structure in the Lyman-alpha forest: a new technique [2] (engelska)
• The Lyman-alpha Forest Power Spectrum from the Sloan Digital Sky Survey [3] (engelska)
• Lyman alpha systems and cosmology [4] (engelska)
Referenser
[1] http:/ / nedwww. ipac. caltech. edu/ level5/ Sept01/ Rauch/ frames. html
[2] http:/ / articles. adsabs. harvard. edu/ full/ 1998MNRAS. 301. . 787L
[3] http:/ / arxiv. org/ abs/ astro-ph/ 0405013v1
[4] http:/ / astro. berkeley. edu/ ~jcohn/ lya. html