Foresta Lyman-alfa

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In spettroscopia astronomica, la Foresta Lyman-alfa è la somma delle linee spettrali d'assorbimento che sorge dalla transizione Lyman alfa dell'idrogeno neutro nella luce di quasar o galassie particolarmente lontane.

Queste linee di assorbimento derivano dal mezzo intergalattico attraverso il quale la luce è transitata nel suo percorso verso la Terra. Poiché l'assorbimento e l'emissione di onde elettromagnetiche seguono le leggi della meccanica quantistica, solo fotoni con uno specifico contenuto di energia possono essere assorbiti dagli atomi di idrogeno del mezzo. Questo causa ogni singola riga di assorbimento. La “foresta” è creata dal fatto che i fotoni provenienti da fonti distanti mostrano fenomeni di spostamento verso il rosso che dipendono dalla distanza intercorrente fra noi e la sorgente stessa.

Poiché nubi di idrogeno neutro poste a differenti distanze fra l'osservatore e la fonte luminosa percepiscono i fotoni a differenti lunghezze d'onda, ogni singola nube lascia la sua “impronta” sotto forma di linea di assorbimento in differenti posizioni nello spettro osservato da terra.

La foresta Lyman alfa è un'importante prova per l'esistenza di un mezzo intergalattico, e può essere utilizzata per determinare la frequenza e la densità delle nubi contenenti idrogeno neutro, così come la loro temperatura. Ricerche per ulteriori elementi come elio, carbonio e silicio, l'abbondanza di elementi pesanti possono ulteriormente essere svolte.

Per quasar posti a redshift maggiore il numero di linee della foresta è più alto, tanto che per distanze superiori e z=6, è presente tanto idrogeno neutro interposto che la foresta si trasforma nell'effetto di Gunn-Peterson.[1] Ciò mostra approssimativamente la data di reionizzazione dell'universo.

Note[modifica | modifica sorgente]

  1. ^ J.E. Gunn, Peterson, B.A., On the Density of Neutral Hydrogen in Intergalactic Space in Astrophysical Journal, vol. 142, 1965, pp. 1633–1641, DOI:10.1086/148444.

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