Випромінювач Лайман-альфа (ВЛА) — тип далеких галактик, які характеризуються сильною лінією Лайман-альфа (лінія нейтрального водню).

Більшість відомих ВЛА надзвичайно віддалені, тому вони дають можливість вивчати історію Всесвіту. Вважається, що з них утворилися більшість сучасних галактик, схожих на Чумацький Шлях. Зараз ці галактики досить легко можна знайти за допомогою вузькосмугового пошуку за надлишком їхнього вузькосмугового потоку випромінювання на довжині хвилі, з якої можна визначити їх червоне зміщення:

де z — червоне зміщення,  — спостережувана довжина хвилі, а 1215,67 Å — довжина хвилі лінії Лайман-альфа. Вважається, що лінія Лаймана-альфа в більшості ВЛА спричинена рекомбінацією міжзоряного водню, що був йонізованим під час спалаху зореутворення. Такий механізм випромінювання на лінії Лайман-альфа було вперше запропоновано як ознаку молодих галактик Брюсом Партріджем і Джеймсом Піблзом у 1967 році. Експериментальні спостереження червоного зсуву ВЛА є важливими в космології, оскільки вони відстежують гало темної матерії.

Властивості Випромінювачі Лайман-альфа зазвичай є галактиками з малою масою від 108 до 1010 . Як правило, це молоді галактики віком від 200 до 600 млн років. Вони мають найвищу питому швидкість утворення зір з усіх відомих галактик. Усі ці властивості вказують на те, що випромінювачі Лайман-альфа є важливими вказівками на «предків» сучасних галактик типу Чумацького Шляху.

Багато властивостей випромінювачів Лайман-альфа поки що не мають пояснень. Наприклад, частка вихідних фотонів на довжині лінії Лайман-альфа в цих галактиках дуже різняться. Є багато доказів того, що вміст пилу в цих галактиках може бути значним і, отже, затьмарює яскравість цих галактик. Також можливо, що анізотропний розподіл густини та швидкості водню відіграє значну роль у змінній частці вихідного випромінювання через довшу взаємодію фотонів із газоподібним воднем (променистий перенос енергії). Також дані вказують на сильну зміну частки вихідного випромінювання на довжині лінії Лайман-альфа з червоним зміщенням, що, швидше за все, пов'язане з накопиченням пилу в міжзоряному середовищі. Зараз вважається, що пил є основним чинником, що визначає частку фотонів Лайман-альфа. Крім того, металічність, властивоті відтоків матерії та детальна еволюція з червоним зміщенням ВЛА поки що є мало вивченими.

Лайман-альфа емітери у діапазоні червоних зміщень 1,9 < z < 3,5 демонструють потужне ультрафіолетове випромінювання, переважно від молодих зір з низьким вмістом металів. Частка виходу іонізуючого випромінювання може бути високою в цих областях, що підтверджує ідею про те, що ранні ВЛА в області високого червоного зміщення можуть бути ключовим фактором, що стимулює повторну іонізацію.Девіс, Дастін; Гебхардт, Карл; Купер, Ерін Ментух; Боумен, Вільям П.; Гарсія Кастанейра, Барбара; Чісхолм, Джон; Чардулло, Робін; Фабриціус, Максиміліан; Ферроу, Даніель Дж.; Фінкельштейн, Стівен Л.; Гронволл, Керіл; Гавайзер, Ерік; Гілл, Гері Дж.; Хопп, Ульріх; Хаус, Ліндсей Р. (1 вересня 2023). «HETDEX: Публічний каталог джерел I — складання 50 000 випромінювачів лінії Лаймана-α». The Astrophysical Journal. 954 (2): 209. arXiv:2307.03096. Bibcode:2023ApJ...954..209D. doi:10.3847/1538-4357/ace4c2. ISSN 0004-637X.

Значення в космології ВЛА є важливими зондами рейонізації та баріонних акустичних осциляцій. Також вони дозволяють досліджувати слабку частину функції світності при високому червоному зміщенні.

Сигнал баріонних акустичних осциляцій повинен бути явним у спектрі потужності випромінювачів Лайман-альфа при високому червоному зсуві Constraining Cosmology with Lyman-alpha Emitters a Study Using HETDEX Parameters. Баріонні акустичні осциляції — це відбитки звукових хвиль на масштабах, де тиск випромінювання врівноважував збурення густини матерії та гравітаційного колапсу в ранньому Всесвіті. Тривимірний розподіл характерно однорідного населення випромінювачів Лайман-альфа дозволить провести надійне космологічне дослідження. Вони є хорошим інструментом, тому що зміщення лінії Лайман-альфа, схильність галактик до формування в умовах найвищої густини основного розподілу темної матерії, можна змоделювати та врахувати. Випромінювачі Лайман-альфа мають надмірну щільність у кластерах. Еталонна вибірка Лайман-альфа

Еталонна вибірка Лайман-альфа (LARS) — це комплексна спостережна програма, спрямована на дослідження механізмів формування, поширення та виходу випромінювання Lyα у галактиках зі зонами зореутворення. Зосереджуючись на вибірці з кількох десятків галактик у діапазоні червоних зміщень 0,028–0,19, проєкт LARS надає детальне уявлення про фізичні умови, що впливають на Lyα-випромінювання, і слугує локальним аналогом Lyα-емітерів на великих червоних зміщенняхHayes, M.; Östlin, G.; Duval, F.; Sandberg, A.; Guaita, L.; Melinder, J.; Adamo, A.; Schaerer, D.; Verhamme, A.; Orlitová, I.; Mas-Hesse, J. M.; Cannon, J. M.; Atek, H.; Kunth, D.; Laursen, P.; Otí-Floranes, H.; Pardy, S. A.; Rivera-Thorsen, T.; Herenz, E. C. (2014). "The Lyman Alpha Reference Sample: II. HST imaging results, integrated properties and trends". The Astrophysical Journal. 782 (1): 6. arXiv:1308.6578. doi:10.1088/0004-637X/782/1/6.. Спостереження LARS показують, що випромінювання Lyα часто простягається далеко за межі зон активного зореутворення, формуючи гало, значно більші за області випромінювання Hα. Така протяжність корелює з низьким вмістом пилу, що свідчить про те, що мінімальна кількість пилу дозволяє фотонам Lyα багаторазово розсіюватися та досягати більших радіусівHayes, M.; Östlin, G.; Atek, H. (2013). "The Lyman Alpha Reference Sample: Extended Lyman Alpha Halos Produced at Low Dust Content". The Astrophysical Journal Letters. 765 (2): L27. arXiv:1303.0006. Bibcode: 2013ApJ...765L..27H. doi:10.1088/2041-8205/765/2/L27.. Дослідження також вказують, що турбулентність у міжзоряному середовищі відіграє ключову роль у виході фотонів Lyα. Турбулентні рухи можуть зсувати фотони Lyα з резонансної частоти та зменьшувати їх поглинання нейтральним воднем і сприяючи ефективнішому виходу з галактикиPuschnig, J.; Hayes, M.; Östlin, G. (2020). "The Lyman Alpha Reference Sample XI: Efficient Turbulence Driven Lyα Escape and the Analysis of IR, CO and [C II] 158 μm". Astronomy & Astrophysics. 644: A10. arXiv:2004.09142. Bibcode: 2020A&A...644A..10P. doi:10.1051/0004-6361/201936768..

Встановлено, що швидкість іонізованого газу істотно впливають на спостережувані характеристики Lyα. Галактики з вищою дисперсією швидкостей демонструють більші частки виходу Lyα, що свідчить про сприятливу роль динамічного міжзоряного середовищаHerenz, E. C.; Hayes, M.; Östlin, G. (2016). "The Lyman Alpha Reference Sample VII: Spatially Resolved Hα Kinematics". Astronomy & Astrophysics. 587: A78. arXiv:1511.05406. Bibcode:2016A&A...587A..78H. doi:10.1051/0004-6361/201527373..

Розподіл і геометрія пилу в галактиках також мають вирішальний вплив на розсіяння Lyα. Нерівномірний розподіл пилу може створювати «вікна», через які фотони Lyα виходять назовні, тоді як однорідне пилове покриття, навпаки, ефективно гальмує їх вихідBridge, J. S.; Hayes, M.; Östlin, G. (2018). "The Lyman Alpha Reference Sample VIII: Characterizing Lyman-Alpha Scattering in Nearby Galaxies". The Astrophysical Journal. 862 (1): 25. arXiv:1711.03123. doi:10.3847/1538-4357/aa9932..

Результати LARS показують, що галактики з низькою швидкістю зореутворення та довшими часами виснаження газу мають вищі частки виходу LyαPuschnig, J.; Hayes, M.; Östlin, G. (2020). "The Lyman Alpha Reference Sample XI: Efficient Turbulence Driven Lyα Escape and the Analysis of IR, CO and [C II] 158 μm". Astronomy & Astrophysics. 643: A10. arXiv:2004.09142. Bibcode:2020A&A...644A..10P. doi:10.1051/0004-6361/201936768.. Див. також

Крапля Лайман-альфа Ліс Лайман-альфа Галактика розриву Лаймана Серія Лаймана

Список літератури