Extragalaktické pozadí - Extragalactic background light

Difúzní extragalaktické pozadí světla (EBL) je veškeré akumulované záření ve vesmíru v důsledku procesů tvorby hvězd plus příspěvek z aktivních galaktických jader (AGN). Toto záření pokrývá téměř všechny vlnové délky elektromagnetického spektra , s výjimkou mikrovlnné, které dominuje prvotní Kosmické mikrovlnné pozadí . EBL je součástí difuzního extragalaktického záření na pozadí (DEBRA), které ze své podstaty pokrývá celé elektromagnetické spektrum. Po kosmickém mikrovlnném pozadí produkuje EBL druhé nejenergetičtější rozptýlené pozadí, což je nezbytné pro pochopení úplné energetické rovnováhy vesmíru.

Porozumění EBL je také zásadní pro extragalaktickou astronomii s velmi vysokou energií (VHE, 30 GeV-30 TeV). VHE fotony pocházející z kosmologických vzdáleností jsou utlumeny produkcí párů s fotony EBL. Tato interakce závisí na distribuci spektrální energie (SED) EBL. Proto je nutné znát SED EBL, aby bylo možné studovat vnitřní vlastnosti emise ve zdrojích VHE.

Postřehy

Přímé měření EBL je obtížný úkol, hlavně kvůli příspěvku zodiakálního světla, které je řádově vyšší než EBL. Různé skupiny požadovaly detekci EBL v optické a blízké infračervené oblasti. Bylo však navrženo, že tyto analýzy byly kontaminovány zodiakálním světlem . Nedávno dvě nezávislé skupiny používající odlišnou techniku ​​prohlásily detekci EBL v optice bez kontaminace zodiakálním světlem .

Existují také další techniky, které stanoví limity pozadí. Z průzkumů hlubokých galaxií je možné stanovit nižší limity. Na druhé straně, pozorování VHE u extragalaktických zdrojů stanovila horní hranice EBL.

V listopadu 2018 astronomové uvedli, že EBL činil 4 x 10 84 fotonů .

Empirické modelování

Existují empirické přístupy, které předpovídají celkovou SED EBL v místním vesmíru i jeho vývoj v čase. Tyto typy modelování lze rozdělit do čtyř různých kategorií podle:

(i) Předběžná evoluce, která začíná kosmologickými počátečními podmínkami a sleduje dopřednou evoluci s časem pomocí semi-analytických modelů formování galaxií.

(ii) Zpětná evoluce, která začíná existujícími populacemi galaxií a extrapoluje je zpětně v čase.

(iii) Vývoj populací galaxií, který lze odvodit z řady rudých posunů. Evoluce galaxií je zde odvozena pomocí určitého množství odvozeného z pozorování, jako je hustota rychlosti tvorby hvězd ve vesmíru.

(iv) Vývoj populací galaxií, který je přímo pozorován v rozsahu rudých posunů, které významně přispívají k EBL.

Viz také

Reference

  1. ^ a b Overbye, Dennis (3. prosince 2018). „Všechno světlo, co je vidět? 4 x 10 84 fotonů“ . The New York Times . Vyvolány 4 December je 2018 .
  2. ^ Aharonian, FA , Kosmické záření gama s velmi vysokou energií: zásadní okno pro extrémní vesmír, River Edge, NJ: World Scientific Publishing, 2004
  3. ^ Bernstein RA, 2007, ApJ, 666, 663
  4. ^ Cambrésy L., Reach WT, Beichman CA, Jarrett TH, 2001, ApJ, 555, 563
  5. ^ Matsumoto T. a kol., 2005, ApJ, 626, 31
  6. ^ Mattila K., 2006, MNRAS, 372, 1253
  7. ^ Matsuoka Y., Ienaka N., Kawara K., Oyabu S., 2011, ApJ, 736, 119
  8. ^ Mattila K., Lehtinen K., Vaisanen P., von Appen-Schnur G., Leinert C., 2011, Proceedings of the IAU 284 Symposium SED, arXiv: 1111.6747
  9. ^ Domínguez, Alberto; Primack, Joel R .; Bell, Trudy E. (2015). „Jak astronomové objevili skryté světlo vesmíru“. Scientific American . 312 (6): 38–43. doi : 10,1038 / scientificamerican0615-38 . PMID   26336684 .
  10. ^ Madau P., Pozzetti L., 2000, MNRAS, 312, L9
  11. ^ Keenan RC, Barger AJ, Cowie LL, Wang WH, 2010, ApJ, 723, 40
  12. ^ Aharonian F. a kol., 2006, Nature, 440, 1018
  13. ^ Mazin D., Raue M., 2007, A&A, 471, 439
  14. ^ Albert J. a kol., 2008, Science, 320, 1752
  15. ^ Spolupráce Fermi-LAT (30. listopadu 2018). „Stanovení gama záření z historie vzniku hvězd vesmíru“. Věda . 362 (6418): 1031–1034. arXiv : 1812.01031 . Bibcode : 2018Sci ... 362.1031F . doi : 10,1126 / science.aat8123 . PMID   30498122 .
  16. ^ a b Domínguez a kol. 2011, MNRAS, 410, 2556
  17. ^ Primack JR, Bullock JS, Somerville RS, MacMinn D., 1999, APh, 11, 93
  18. ^ Somerville RS, Gilmore RC, Primack JR, Domínguez A., 2012, arXiv: 1104.0669
  19. ^ Gilmore RC, Somerville RS, Primack JR, Domínguez A., 2012, arXiv: 1104.0671
  20. ^ Malkan MA, Stecker FW, 1998, ApJ, 496, 13
  21. ^ Stecker FW, Malkan MA, Scully ST, 2006, ApJ, 648, 774
  22. ^ Franceschini A., Rodighiero G., Vaccari M., 2008, A&A, 487, 837
  23. ^ Kneiske TM, Mannheim K., Hartmann DH, 2002, A&A, 386, 1
  24. ^ Finke JD, Razzaque S., Dermer CD, 2010, ApJ, 712, 238
  25. ^ Kneiske T. ~ M., Dole H., 2010, A&A, 515, A19
  26. ^ Khaire V., Srianand R., 2014, ApJ, 805, 33 (arXiv: 1405,7038)