Документ взят из кэша поисковой машины. Адрес
оригинального документа
: http://www.iki.rssi.ru/comp/2007/Cycle_Sun_Sazonov.htm
Дата изменения: Mon Nov 26 12:21:46 2007 Дата индексирования: Tue Oct 2 13:54:40 2012 Кодировка: Windows-1251 Поисковые слова: annular solar eclipse |
Цикл работ "Физика космологической
рекомбинации"
Примерно через 260 тыс лет после Большого взрыва
космическая плазма
остыла до такой степени, что стало возможным
существование нейтральных
атомов водорода. К тому времени температура изотропного
чернотельного реликтового излучения Вселенную опустилась
до 3800 град
К. Процесс рекомбинации связан с испусканием нескольких
фотонов при
переходе электронов с верхних уровней атома водорода на
основной. Уже
в течение 40 лет известно, что физика космологической
рекомбинации
очень необычна. Это во-первых связано с тем, что в
медленно
расширяющейся Вселенной выход фотонов из резонансного
перехода
Лайман-альфа оказывается затруднен, благодаря чему сильно
возрастает роль двухфотонного распада метастабильного
уровня
2s. Во-вторых, из-за огромного преобладания фотонов над
протонами
заселенность уровней атома водорода полностью
определяется скростями
излучательных процессов.
В данной работе были впервые выполнены детальные
вычисления спектра
рекомбинационного излучения, возникающего при всех
возможных переходах
с уровней атома водорода вплоть до 100-го, с учетом таких
процессов (в дополнение к основным), как вынужденный
двухфотонный
распад уровня 2s атома водорода, двухфотонный распад
высоковозбужденных уровней и другие.
Из-за расширения Вселенной рекомбинационное излучение
смещается в
красную сторону спектра более чем в 1000 раз, в
результате чего
фотоны, испущенные в ультрафиолетовом диапазоне
приходят к нам уже в субмиллиметровом диапазоне спектра.
В результате
переходов между высоковозбужденными уровнями к нам должны
приходить
и фотоны в радиодиапазоне, там где экспериментальные
установки для
наблюдения реликтового фона уже достигли потрясающей
чувствительности. В настоящее время разрабатываются
телескопы, которые
позволят фиксировать флуктуации микроволнового фона на
уровне 10
нК. Такая чувствительность достаточна для измерения
связанных с
рекомбинации спектральных искажений фона, ожидаемая
амплитуда которых
составляет 50-100 нК. Такие измерения позволят точно
измерить
температуру микроволнового фона и энтропию Вселенной, а
также
восстановить в подробностях картину того, как Вселенная
становилась
прозрачной.
Кроме того, были расчитаны релятивисткие поправки к темпу
двойного
комптоновского рассеяния, связанные с высокой
температурой
плазмы. Оценено их влияние на процесс термолизации
спектральных
искажений мю-типа реликтового фона, возникающих в
дорекомбинационную эпоху
Вселенной. Показано, что релятивистские эффекты оказывают
влияние на
уровне нескольких процентов и, возможно, потребуют учета
при
интерпретации данных наблюдений будущих экспериментов.
Авторы: Сюняев Р.А., Сазонов С.Ю.
Список литературы:
1) Chluba J., Sazonov S.Yu., Sunyaev R.A.
"The
double Compton emissivity in a mildly relativistic thermal plasma
within
the soft photon limit"
2007
Astronomy and Astrophysics 468, 785
2)
Chluba J., Rubino-Martin J.A., Sunyaev R.A.
"Cosmological
hydrogen recombination: populations of the high-level
substates"
2007
Mon. Not. Roy. Astron. Soc. 374, 1310
3)
Chluba J., Sunyaev R.A.
"Free-bound
emission from cosmological hydrogen recombination"
2006
Astronomy and Astrophysics 458, L29
4)
Rubino-Martin J.A., Chluba J., Sunyaev R.A.
"Lines
in the cosmic microwave background spectrum from the epoch of
cosmological
hydrogen recombination"
2006
Mon. Not. Roy. Astron. Soc. 371, 1939
5)
Chluba J., Sunyaev R.A.
"Induced
two-photon decay of the 2s level and the rate of cosmological
hydrogen
recombination"
2006
Astronomy and Astrophysics 446, 39