خط نامتقارن لیمان آلفا در طیف کهکشان‌های دور

خط نامتقارن لیمان آلفا در طیف کهکشان‌های دور
تصویر ۱: نمونه‌ای از شکل (مشخصه‌) خط طیفی لیمان آلفا در کهکشان‌های تابشگر لیمان آلفا. بیشتر خطوط لیمان آلفا در طیف این کهکشان‌ها نامتقارن (سمت چپ) و یا دارای دو قله (سمت راست) هستند. برخی نیز شکلی در این بین (تصویر میانی) دارند. Courtesy C. Tapken

تصویر ۱: نمونه‌ای از شکل (مشخصه‌) خط طیفی لیمان آلفا در کهکشان‌های تابشگر لیمان آلفا. بیشتر خطوط لیمان آلفا در طیف این کهکشان‌ها نامتقارن (سمت چپ) و یا دارای دو قله (سمت راست) هستند. برخی نیز شکلی در این بین (تصویر میانی) دارند. Courtesy C. Tapken

مشاهده‌ی خط نشری لیمان آلفا در طول موج ۱۲۱۶ آنگستروم یکی از راه‌های بسیار متداول کشف و بررسی کهکشان‌های دور است. خط لیمان آلفا، خط نشری اتم هیدروژن است که بر اثر گذار الکترون از مدار دوم به مدار پایه‌ی اتم هیدروژن تابش می‌شود. کهکشان‌هایی که خطوط نشری لیمان آلفا در طیفشان دارند معمولا کهکشان‌های جوان، کم‌جرم و بسیار ستاره‌زا هستند که به آن‌ها تابشگرهای لیمان آلفا (۱) می‌گویند. از آنجایی که خط لیمان آلفا در طیف کهکشان‌های دور به علت انتقال به سرخ به طول‌موج‌های بلندتر مرئی انتقال پیدا می‌کند، رصد آن با تلسکوپ‌های زمینی مرئی امکان‌پذیر است و روش بسیار متداولی برای کشف کهکشان‌های دور و مطالعه‌ی آن‌ها به حساب می‌آید. اما با این حال، بررسی و توضیح منشا این خط کار بسیار پیچیده‌ای است. فضای میان‌ستاره‌ای در کهکشان‌ها، غبار موجود در کهکشان، جریان‌های خروج مواد از کهکشان، و همچنین هیدروژن خنثی در فضای میان‌کهکشانی، موجب جذب و تغییر شکل (مشخصه) طیفی خط لیمان آلفا می‌شود. به طور خاص، مشخصه‌ی این خط معمولا نامتقارن است و/یا دو قله دارد. برای مثال به تصویر ۱ نگاه کنید.

تصویر ۲: خطوط نشری لیمان آلفای رصد شده در این مقاله (نمودارها) و شکل کهکشان‌ها (تصاویر مربعی).

تصویر ۲: خطوط نشری لیمان آلفای رصد شده در این مقاله (نمودارها) و شکل کهکشان‌ها (تصاویر مربعی).

مولفان این مقاله، تعداد زیادی از کهکشان‌های تابشگر لیمان آلفا را در انتقال‌به‌سرخ‌های بالای ۳ با تلسکوپ کک در هاوایی رصد کرده‌اند و بررسی کرده‌اند که آیا شکل و مشخصه‌ی خط نشری لیمان آلفا با شکل کهکشان رابطه‌ای دارد یا خیر. منظور از شکل خط نشری این است که خط نشری چقدر نامتقارن است، یا به بیان دیگر چقدر شکل آن متفاوت از یک تابع گاوسی است. در شکل ۲ نمونه‌ای از طیف خطوط لیمان آلفای کهکشان‌های رصد شده را می‌بینید. همان‌طور که مشخص است، دامنه‌ی خط نشری در سمت طول‌موج‌های آبی‌تر (سمت چپ خط) شیب بیشتری دارد که باعث عدم تقارن شده است. در این تصویر همچنین می‌توانید شکل کهکشان را ببینید. شکل بیضی‌گون برخی از این کهکشان‌ها کشیده‌تر و برخی به دایره نزدیک‌تر هستند. در نظر داشته باشید که اگر دیسک کهکشان با زاویه و از لبه دیده شود، ما یک بیضی کشیده خواهیم دید. از طرفی اگر از روبرو دیده شود، ما آن را نزدیک به یک دایره (یا بیضی با کشیدگی کم) خواهیم دید.

تصویر ۳: رابطه‌ی میان میزان عدم تقارن خط لیمان آلفا (محور عمودی) و شکل کهکشان (محور افقی)، برای کهکشان‌های رصد شده در این مقاله. منظور از شکل کهکشان میزان کشیدگی آن است.

تصویر ۳: رابطه‌ی میان میزان عدم تقارن خط لیمان آلفا (محور عمودی) و شکل کهکشان (محور افقی)، برای کهکشان‌های رصد شده در این مقاله. منظور از شکل کهکشان میزان کشیدگی آن است.

در تصویر ۳، میزان عدم تقارن خط لیمان آلفا (محور عمودی) بر حسب نسبت نیم‌قطر بزرگ بیضی به نیم‌قطر کوچک بیضی شکل کهکشان که نشان‌دهنده میزان کشیدگی بیضی است (محور افقی) برای همه‌ی کهکشان‌ها رسم شده است. بنا بر این نمودار، در کهکشان‌هایی که کشیدگی بیشتری دارند، عدم تقارن کمتری در خط لیمان آلفا دیده می‌شود. مدل‌ها نشان داده‌اند که یکی از علل عدم تقارن در خطوط لیمان آلفا ممکن است جریان مواد (گاز و غبار) به خارج از کهکشان (outflow) باشد. از طرف دیگر، در کهکشانی که قرص آن از مقابل دیده می‌شود (face-on) راحت‌تر می‌توان اثرات جریان مواد به خارج را رصد کرد، چرا که حرکت مواد به خارج از کهکشان به این معناست که از دید ما به سمت ما می‌آید و در نتیجه ما می‌توانیم اثر انتقال به آبی (دوپلر) آن را ببینیم. اما اگر کهکشان از لبه باشد، خروج مواد منجر به اثر انتقال به آبی نمی‌شوند. بنابراین انتظار می‌رود که در کهکشان‌های از لبه (آن‌هایی که کشیدگی بیشتر دارند) عدم تقارن لیمان آلفای کمتر مشاهده شود.

هنوز پرسش‌های بسیار درباره‌ی منشا و علت عدم تقارن خطوط لیمان آلفا وجود دارد که برای یافتن پاسخ آن‌ها به رصدها، داده‌ها، و مدل‌های بیشتری نیاز است.

(۱) Lyman Alpha Emitter or LAE

عنوان اصلی مقاله:A Correlation Between Lyman-alpha Spectral Line Profile and Rest-Frame UV Morphologyi
نویسندگان:U, Vivian; Hemmati, Shoubaneh; Darvish, Behnam; Mobasher, Bahram; Nayyeri, Hooshang; Dickinson, Mark; Stern, Daniel; Spinrad, Hyron; Mallery, Ryan
این مقاله برای چاپ به نشریه‌ی ApJ فرستاده شده است.
لینک مقاله‌‌ی اصلی: http://arxiv.org/abs/1510.08446

گردآوری: آیرین شیوایی

دسته‌ها: مقالات روز
برچسب‌ها: فراکهکشانی, کهکشان

درباره نویسنده

آیرین شیوایی

پژوهشگر پَسادکترا در زمینه‌ی نجوم رصدی کهکشان‌ها در دانشگاه آریزونا است. او هم‌اکنون عضو تیم علمی ابزار فروسرخ تلسکوپ فضایی جیمز وب است. او در سال ۲۰۱۷ دکترای فیزیک خود را از دانشگاه کالیفرنیا در ریورساید دریافت کرد. پروژه‌ی دکترای او تحقیق درباره‌ی چگونگی تحول کهکشان‌های جوان عالم از طریق بررسی غبار میان‌ستاره‌ای و ستاره‌زایی در آن‌ها بود. او برای مطالعه و بررسی این کهکشان‌ها، که حدود ۱۰ میلیارد سال نوری از ما فاصله دارند، از داده‌های تلسکوپ‌های زمینی کک و تلسکوپ‌های فضایی هابل و اِسپیتزر استفاده کرد.

دیدگاه‌ها

  1. azim
    azim ۲۹ آبان, ۱۳۹۴، ۲۰:۳۴

    سلام خانم شیوایی
    خسته نباشید
    خیلی ممنون و مچکرم بخاطر این کارهای ارزشمندتان

    پاسخ به این دیدگاه

یک دیدگاه بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد.
بخش‌های لازم مشخص شده‌اند*