Auswertung

Die Auswertung umfaß t folgende Punkte:

A) Gunn-Peterson Effekt

A1)

Bestimmen Sie die Wellenlänge der Ly Emissionslinie in dem in Figur 1a gezeigten Spektrum und berechnen Sie daraus die Rotverschiebung des Quasars.

A2)

Bestimmen Sie in Figure 1b die Höhe der bei der Rotverschiebung der Ly Emissionslinie auftretenden ,,Stufe'' im Spektrum. Nehmen Sie an, daß diese durch den Gunn-Peterson Effekt verursacht wird, und berechnen Sie mit Hilfe der Gleichungen 2, 6 und 11 die dafür benötigten , und .

A3)

Das intergalaktische Medium enthält bei hoher Rotverschiebung wahrscheinlich den größ ten Teil aller Baryonen im Universum. Nehmen Sie daher an, daß

Das ist die Hälfte des aus Berechnungen zur Entstehung der leichten Elemente im frühen Universum abgeleiteten Wertes für die baryonische Dichte des Universums. Verwenden Sie Gleichung 13, um den Fluß ionisierender Photonen zu berechnen.

B) Ly Wald

B1)

Erstellen Sie aus den vom Analyseprogramm bestimmten Fitparametern eine Liste mit zentraler Wellenlänge, Säulendichte und Dopplerparamter für die 80 Apsorptionslinien des Spektrums in Figure 3 bzw. 4.

B2)

Berechnen Sie aus den gemessenen Dopplerparametern, die Temperatur der einzelnen Absorber. Berechnen Sie auch Mittelwert und Streuung.

B3)

Nehmen Sie an, die in Gleichung 10 eingeführte Säulendichteverteilung läß t sich genähert darstellen als,

Bestimmen und A (und ihre Fehler) mittels einer Regressionsgeraden in einem log-log Diagramm. Beachten Sie, daß in Gleichung 10 den natürlichen Logarithmus bezeichnet und daß Sie die Anzahl der Linien im gefitteten Spektrum auf die erwartete Anzahl in einem Wellenlängenintervall, das entspricht, korrigieren müssen.

B4)

Verwenden Sie Gleichung 12 und die in B3 bestimmerte Näherung für die Säulendichteverteilung zur Berechnung von .

B5)

Berechnen Sie unter Verwendung des in A3) berechneten Verhältnisses von ionisiertem zu neutralem Wasserstoff ().

Geben Sie den bei den Berechnungen verwendeten Wert der Hubble Konstante an!

5 Weitere Literatur

Shu F., The Physical Universe --- An Introduction to Astronomy, University Science Books

Peebles P.J.E., Physical Cosmology, Princeton University Press

Gunn J.E., Peterson B.A., 1965, Astrophysical Journal, 142, 1633

Petitjean P. et al., 1993, Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, 262, 499

Lang K.R., Astrophysical Formuale, Springer

  
Figure: a) Mit dem Keck-Teleskop und dem HIRES Spektrographen aufgenommenes hochaufgelöstes Spektrum des Quasars Q1422+230. b) Fluß kalibrierterter vergröß erter Ausschnitt im Bereich der Ly Emissionslinie.

  
Figure 3: Simulierter Ly Wald mit 80 Absorptionslinien.

  
Figure: Zerlegung des in Figur 3 gezeigten vollständigen Spektrums in 8 Teilspektren mit jeweils 10 Absorptionslinien.