莱曼α森林

✍ dations ◷ 2025-06-17 03:18:58 #莱曼α森林

莱曼α森林（Lyman-alpha forest）是天体光谱学中，遥远的星系和类星体的光在穿越中性氢后产生的所有莱曼α线吸收线的总和。

这些吸收线来自星系或类星体的光在旅途中穿越的星系际气体。因为这些光的吸收和发射遵守量子力学，只有特殊能量的光子会被吸收，这将导致个别的吸收线。森林被创建的这一事实证明，来自遥远光源的光子依据我们和光源之间的距离，呈现哈伯红移。

由于介于地球和远距离光源之间的中性氢云在不同的位置会吸收不同波长的光子(因为红移)，每一个独立的云会在地球上观察到的吸收光谱不同的位置产生吸收线，有如留下自己的指纹。

莱曼α森林是探索星系际介质的重要探针，可以用来确定云中包含的中性氢密度和频率，以及它们的温度。也可以用来寻找其他的元素，像是氦、碳和硅(与红移相符)，并研究它们在云中的丰度。具有高柱密度的中性氢云会在谱线两边显示典型的阻尼翼，这被称为阻尼莱曼α系。

高红移的类星体在森林中的谱线数量也较高，直到红移6的附近，星系际介质中有着大量的中性氢，森林转变成耿恩-彼得森槽，这显示宇宙的再电离已经结束。

莱曼α森林的观测可以建构宇宙模型。

计算机模拟的莱曼α云（=3）。图中正方体边长为9.6兆秒差距，颜色代表气体温度。

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