Ефект Ваутгайзена — Філда: відмінності між версіями
| [перевірена версія] | [перевірена версія] |
Вилучено вміст Додано вміст
Звірі (обговорення | внесок) |
Звірі (обговорення | внесок) |
||
Рядок 115:
* '''<math>z_\star</math> ≲ z ≲ 40''': оскільки розширення всесвіту триває, зменшуючи густину газу, то зв'язок зіткнення стає неефективним і спінова температура релаксує до КМВ, тому в цей період <math>T_S = T_\gamma </math> і нема 21-см сигналу, котрий можна було б виявити; <math>z_\star</math> - червоні зсуви формування зір.
* '''z{{sub| α }} ≲ z ≲ '''<math>z_\star</math> (z{{sub| α }} – насичений зв'язок Lα): щойно перші галактики формуються, вони випромінюють рентгенівські промені та фотони Lα, що через В-Ф ефект знову зв’язують спінову та газову температури, тож ''T''{{sub|''S''}} ~ ''T''{{sub|''K''}} < ''T''{{sub|''γ ''}}. Внаслідок цього постає сильний абсорбційний 21-см сигнал, оскільки газ продовжує адіабатично охолоджуватись. Коливання яскравості визначаються коливаннями густини та просторовою варіацією потоку фотонів Lα. Із триваючим формуванням зір, зв'язок Lα врешті досягне насиченості (''x''{{sub|α }} >> 1), тож через червоний зсув z{{sub| α }} газ всюди буде сильно зв’язаний<ref name="BarkanaLoeb2005" /><ref name="ChenMiraldaEscude2008">{{cite journal |author=Chen X and Miralda‐Escudé J |title=The 21 cm Signature of the First Stars| journal=The Astrophysical Journal|volume=684|issue=1|year=2008|pages=18–33|issn=0004-637X|doi=10.1086/528941}}</ref>.
* '''z{{sub|h}} ≲ z ≲ z{{sub| α }} ''': після насичення зв'язку Lα, коливання потоку Lα більше не впливають на сигнал лінії 21-см. Перші зорі помирають, залишаючи компактні залишки, чиє рентгенівське випромінювання починає нагрівати газ. Викликані нагріванням коливання температури газу спричиняють коливання яскравості, ''T''{{sub|''b''}}. Допоки ''T''{{sub|''K''}} залишається нижче ''T''{{sub|'' γ ''}}, сигнал 21-см залишається видимим в абсорбції, однак із наближенням ''T''{{sub|''K''}} до ''T''{{sub|'' γ ''}}, більш гарячі області починають бути видимі в емісії. Врешті решт, через червоне зсув z{{sub|h}}, газ нагріється повсюдно, так що <math>\bar T_K = T_\gamma </math>.
* '''z{{sub|r}} ≲ z ≲ z{{sub|h}}''': після того, як газ був всюди нагрітий вище КМВ, ''T''{{sub|''K''}} > ''T''{{sub|'' γ ''}}, сигнал лінії 21-см буде видимим лише в емісії. Довкола груп галактик починають з’являтись і рости іонізовані пузирі, що будуть видимі як клаптики відсутнього 21-см сигналу.
* '''z ≲ z{{sub|r}}''': після реіонізації будь-який сигнал лінії 21-см генерується головним чином островами нейтрального гідрогену, що [[Гравітаційний колапс|колапсували]] (затухаючі системи Lα).
Більшість цих епох не є чітко визначеними, тому між ними можливе значне перекриття.
== Спостереження ==
| |||