Внегалактический фоновый свет - Extragalactic background light

Диффузный внегалактический фоновый свет (EBL) - это все накопленное во Вселенной излучение в результате процессов звездообразования, плюс вклад от активные галактические ядра (AGN).[1] Это излучение охватывает почти все длины волн электромагнитный спектр, кроме микроволновки, в которой преобладают исконные Космический микроволновый фон. EBL является частью диффузное внегалактическое фоновое излучение (DEBRA), который по определению охватывает весь электромагнитный спектр. После космический микроволновый фон, EBL создает второй по энергии диффузный фон, что очень важно для понимания полного энергетического баланса Вселенной.

Понимание EBL также является фундаментальным для внегалактической астрономии очень высоких энергий (VHE, 30 ГэВ-30 ТэВ).[2] VHE фотоны приходящие с космологических расстояний ослабляются парное производство с фотонами EBL. Это взаимодействие зависит от спектральное распределение энергии (SED) EBL. Следовательно, необходимо знать SED EBL для изучения внутренних свойств излучения в источниках VHE.

Наблюдения

Прямое измерение EBL - сложная задача, в основном из-за вклада зодиакальный свет что на порядки выше EBL. Различные группы заявили об обнаружении EBL в оптических[3] и ближний инфракрасный.[4][5] Однако было высказано предположение, что эти анализы были загрязнены зодиакальный свет.[6] Недавно две независимые группы, использующие разную технику, заявили об обнаружении EBL в оптическом диапазоне без загрязнения от зодиакальный свет.[7][8][9]

Есть и другие техники, которые устанавливают ограничения на фон. Можно установить более низкие пределы из глубоких обзоров галактик.[10][11] С другой стороны, наблюдения внегалактических источников с помощью VHE устанавливают верхние пределы EBL.[12][13][14]

В ноябре 2018 года астрономы сообщили, что EBL составила 4 х 1084 фотоны.[1][15]

Эмпирические модели

Существуют эмпирические подходы, которые позволяют прогнозировать общую SED EBL в локальной вселенной, а также ее эволюцию во времени. Эти типы моделирования можно разделить на четыре категории в зависимости от:[16]

(i) Прямая эволюция, которая начинается с космологических начальных условий и следует за поступательной эволюцией во времени с помощью полуаналитических моделей формирования галактик.[17][18][19]

(ii) Обратная эволюция, которая начинается с существующих популяций галактик и экстраполирует их назад во времени.[20][21][22]

(iii) Эволюция населения галактик, полученная по диапазону красных смещений. Здесь эволюция галактики выводится с использованием некоторой величины, полученной из наблюдений, например, плотности скорости звездообразования во Вселенной.[23][24][25][26]

(iv) Эволюция населения галактик, которая непосредственно наблюдается в диапазоне красных смещений, которые вносят значительный вклад в EBL.[16]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ а б Прощай, Деннис (3 декабря 2018 г.). "Весь свет, который можно увидеть? 4 x 10⁸⁴ фотонов". Нью-Йорк Таймс. Получено 4 декабря 2018.
  2. ^ Агаронян, Ф.А., Космическое гамма-излучение очень высоких энергий: решающее окно в экстремальную Вселенную, River Edge, NJ: World Scientific Publishing, 2004
  3. ^ Бернштейн Р. А., 2007, ApJ, 666, 663
  4. ^ Камбреси Л., Рич В. Т., Бейчман К. А., Джаррет Т. Х., 2001, ApJ, 555, 563
  5. ^ Мацумото Т. и др., 2005, ApJ, 626, 31
  6. ^ Маттила К., 2006, МНРАС, 372, 1253
  7. ^ Мацуока Ю., Йенака Н., Кавара К., Оябу С., 2011, ApJ, 736, 119
  8. ^ Маттила К., Лехтинен К., Вайсанен П., фон Аппен-Шнур Г., Лейнерт К., 2011 г., Материалы симпозиума МАС 284 SED, arXiv: 1111.6747
  9. ^ Домингес, Альберто; Primack, Joel R .; Белл, Труди Э. (2015). «Как астрономы обнаружили скрытый свет Вселенной». Scientific American. 312 (6): 38–43. Дои:10.1038 / scientificamerican0615-38. PMID  26336684.
  10. ^ Мадау П., Поццетти Л., 2000, MNRAS, 312, L9
  11. ^ Кинан Р. К., Баргер А. Дж., Коуи Л. Л., Ван В. Х., 2010, ApJ, 723, 40
  12. ^ Агаронян Ф. и др., 2006, Nature, 440, 1018
  13. ^ Мазин Д., Рауэ М., 2007, A&A, 471, 439
  14. ^ Альберт Дж. И др., 2008, Science, 320, 1752
  15. ^ Сотрудничество Fermi-LAT (30 ноября 2018 г.). «Гамма-определение истории звездообразования Вселенной». Наука. 362 (6418): 1031–1034. arXiv:1812.01031. Bibcode:2018Научный ... 362.1031F. Дои:10.1126 / science.aat8123. PMID  30498122.
  16. ^ а б Domínguez et al. 2011, МНРАС, 410, 2556
  17. ^ Примак Дж. Р., Баллок Дж. С., Сомервилль Р. С., Макминн Д., 1999, APh, 11, 93
  18. ^ Сомервилл Р. С., Гилмор Р. К., Примак Дж. Р., Домингес А., 2012 г., arXiv: 1104.0669
  19. ^ Гилмор Р. К., Сомервилл Р. С., Примак Дж. Р., Домингес А., 2012 г., arXiv: 1104.0671
  20. ^ Малкан М. А., Штеккер Ф. В., 1998, ApJ, 496, 13
  21. ^ Стекер Ф. В., Малкан М. А., Скалли С. Т., 2006, ApJ, 648, 774
  22. ^ Франческини А., Родигиеро Г., Ваккари М., 2008, A&A, 487, 837
  23. ^ Кнайске Т. М., Мангейм К., Хартманн Д. Х., 2002, A&A, 386, 1
  24. ^ Финке Дж. Д., Раззак С., Дермер К. Д., 2010, ApJ, 712, 238
  25. ^ Кнейске Т. ~ М., Доул Х., 2010, A&A, 515, A19
  26. ^ Хайре В., Шриананд Р., 2014, ApJ, 805, 33 (arXiv: 1405.7038)