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耿恩-彼得森槽

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耿恩-彼得森槽(英语:Gunn-Peterson trough)是类星体光谱天体光谱中的一个特征,它是由星系际物质 (IGM)的中性造成的。槽的特征是受到来自类星体波长小于莱曼α电磁发射红移压抑的发射线。詹姆斯·冈恩布鲁斯·彼德森在1965年就预测了这种效应[1]

第一次的发现

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在预测之后的30年,还没有发现远到足以展现耿恩-彼得森槽的天体。直到2001年,罗伯特·贝克尔使用史隆数位巡天的资料发现一个红移值I的类星体[2],才终于发现耿恩-彼得森槽。这篇论文还包括红移为的类星体,和转换到蓝色一侧的莱曼α线,以及许多通量中明显的峰值。然而,红移量为的类星体,在超越莱曼α线限制的通量为0,也就是说中性氢在IGM的分数必须已经大于10−3

再电离的证据

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在红移的类星体发现了槽,和在红移低于的类星体中检测不到槽的存在,对宇宙中的氢曾经从中性氢转换成电离氢提出了强且有力的证据。在复合后,宇宙成为中性的,直到在宇宙中的第一个天体发出光和能量,将周围的IGM 再电离。然而,光子对中性氢的散射截面积在接近莱曼α限制的能量是很高的,甚至有一小部分的中性氢会因为IGM的光深度太高而造成发射线的观测受到抑制。尽管中性氢和电离氢的比例并不是特别的高,通过观测到低流量的莱曼α限制,显示宇宙是在再电离的最后阶段。

WMAP太空船在2003年第一次释放出来的资料,贝克测量再电离结束在,似乎与WMAP测量到的电子密度估计值有所冲突[3]。然而,WMAP在2006年发布的第三批资料,与再电离的极限和耿恩-彼得森槽之间的关连似乎有了更好的协调[4]

相关条目

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参考资料

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  1. ^ Gunn, J.E.; Peterson, B.A. On the Density of Neutral Hydrogen in Intergalactic Space. Astrophysical Journal. 1965, 142: 1633–1641. Bibcode:1965ApJ...142.1633G. doi:10.1086/148444. 
  2. ^ Becker, R. H.; et al.. Evidence For Reionization at z ~ 6: Detection of a Gunn-Peterson Trough In A z=6.28 Quasar. Astronomical Journal. 2001, 122 (6): 2850–2857. Bibcode:2001AJ....122.2850B. arXiv:astro-ph/0108097可免费查阅. doi:10.1086/324231. 
  3. ^ Kogut, A.; et al.. First-Year Wilkinson Microwave Anisotropy Probe (WMAP) Observations: Temperature-Polarization Correlation. Astrophysical Journal Supplement Series. 2003, 148 (1): 161–173. Bibcode:2003ApJS..148..161K. arXiv:astro-ph/0302213可免费查阅. doi:10.1086/377219. 
  4. ^ Page, L.; et al.. Three-Year Wilkinson Microwave Anisotropy Probe (WMAP) Observations: Polarization Analysis. Astrophysical Journal Supplement Series. 2007, 170 (2): 335–376. Bibcode:2007ApJS..170..335P. arXiv:astro-ph/0603450可免费查阅. doi:10.1086/513699.