بخشی از مقاله
چکیده
هدف اصلی مطالعه جنگل لیمان آلفا در طیف کوازارها، تعیین توزیع ماده در فضاي بین کهکشانی است. یکی از پارامترهاي کلیدي، مقدار کلی جذب توسط هیدروژن خنثی است. اما براي این منظور باید ابتدا طیف پیوسته کوازار در جنگل لیمان آلفا مشخص گردد. این طیف پیوسته واضح نیست بخصوص در داده هاي با تفکیک پذیري طیفی پایین و در انتقال به قرمزهاي بالا که در آن نواحی غیرجذبی در طیف خیلی کم است. بنابراین ما روشهاي متفاوت تعیین طیف پیوسته کوازار را به داده هاي مشاهده اي خود اعمال می کنیم و مقدار جذب، کاهش چگالی، DA، در جنگل لیمان آلفا را براي این روشهاي متفاوت اندازه گیري و مقایسه می کنیم.این عمل موجب خواهد شد که خطاهاي سیستماتیک مربوط به نوع روش انتخابی بکار رفته، در تعیین طیف پیوسته، به طور کمی تعیین گردد.
مقدمه
اعتقاد بر این است که کوازارها، از پر نورترین اجرام کیهان،مشابه دیگر کهکشانهاي با هسته فعال، توان تابشی خود را از موادافتان دیسک تجمعی به درون ابرسیاهچاله پر جرم مرکزي تأمینمی کنند. کوازارهاي دور و تابان، ابزارهاي کیهانی مهمی براي بررسی پرسشهاي اساسی همچون: شکل گیري اولین ستارگان وکهکشانها، رشد اولین ابرسیاهچاله ها، نقش بازخورد کوازارها وابرسیاهچاله ها در تکامل کهکشان، دوره بازیونیده شدن کیهان و ...می باشند. در حقیقت این ویژگی برجسته، ناشی از حضور ردپايتمامی مواد بین کوازار و ما، که دقیًقا بر روي خط دید کوازار واقع شده اند، می باشد. اثر این مواد، به صورت تعداد زیاد خطوطجذبی هیدروژن خنثی، جنگل لیمان آلفا، در طیف کوازار ظاهر میشود.
داده ها
داده هاي این مقاله شامل طیفهاي 22 کوازار - جدول - 1 از تابان ترین - m < +18 - کوازارهاي با انتقال به قرمز بالا - 2. 1 < z < - 4.7 واقع در نیمکره جنوبی و شمالی آسمان است. طیفسنجی این کوازارها را توسط EMMI - ESO Multi-Mode Instrument - نصب شده بر روي تلسکوپ 3.6 متري فناوري جدید رصدخانه جنوبی اروپا - NTT - در ارتفاعات لسیلا کشور شیلی در تیرماه 1383 و یا توسط CARELEC نصب شده برروي تلسکوپ 1,92 متري رصدخانه ملی کشور فرانسه - OHP - در اردیبهشت ماه 1385انجام دادیم.براي کوازارهاي رصدشده در رصدخانه NTT از دو توري پراشی یکی با چگالی خطی - میلیمتر/شکاف - 600، تفکیک پذیري0062 در طول موج 6000 آنگستروم و پراکندگی - پیکسل/آنگستروم - 0,82، و دیگري با همان چگالی خطی توري قبلی ولی با پراکندگی - پیکسل/آنگستروم - 0,92 و تفکیک پذیري1700 در طول موج 4000 آنگستروم استفاده گردید. و براي کوازارهاي رصدخانه OHP جدول1، توري پراشی با چگالی خطی - میلیمتر/شکاف - 300، تفکیک پذیري 900 در طول موج5000 آنگستروم و پراکندگینجوم و کیهانشناسی 35 - میلیمتر/آنگستروم - 133 به کار گرفته شد.
کاهش داده ها
هدف از کاهش داده ها، تبدیل تصویر دو بعدي CCDتلسکوپ به طیفی یک بعدي است که نمایانگر شدت بر حسب تابعی از طول موج می باشد. انجام این مقصود به کمک سیستم استاندارد پردازش داده هاي تصویري ESO-MIDAS - Munich Data Analysis System - صورت پذیرفت، برايجزییات به مقاله [1] مراجعه شود.تعیین طیف پیوسته کوازار در جنگل لیمان آلفا
به دلیل کمبود مناطق فاقد خطوط جذبی در ناحیه جنگل لیمانآلفاي طیف کوازار، تعیین طیف پیوسته در این ناحیه کاري دشوارمجادله آمیز است، به ویژه براي کوازارهاي با انتقال به قرمز بالا داده هاي با تفکیک پذیري طیفی پایین. در این قسمت از مقاله به روشهایی براي تعیین طیف پیوسته در این ناحیه می پردازیم.یکی از این روشها برونیابی است که در آن تابع توانی منطبق شدهبر نواحی با طول موجهاي بزرگتر از طول موج خط نشري لیمان آلفاي کوازار، نواحی قرمز طیف، به جنگل لیمان آلفا، نواحی آبیطیف، امتداد داده می شود - روش . - PL
روش دیگر کمک گرفتن از مؤلفه هاي اصلی تشکیل دهنده طیف است. در این روش به دلیل وجود همبستگی نسًبتا خوبی که بین نواحی قرمز و آبی طیف است، از نواحی قرمز براي پیش بینی شکل طیف در نواحی آبی استفاده می شود - روش .[2] - PCSدو روش بالا صرفاً قابل اعمال به طیفهاي مدرج شده در چگالی انرژي است، اما همانطور که در مقاله [3] آوردیم، مدرج نمودن طیفهاي با تفکیک پذیري طیفی بالا، همانند طیفهاي حاصل ازطیف سنج UVES و HIRES ، مقدور نمی باشد. بنابراین روش سوم تعیین طیف پیوسته کوازار، که قابلیت اعمال به طیفهاي غیرمدرج را نیز دارد، روش تکرار تخمیین است. این روش مبتنی بر فرض وجود مناطق فاقد جذب است.
در هر تکرار، طیف پیوسته، تخمیینی از طیف مشاهده اي با فرض کنار گذاشتن پیکسل هایی که در تکرار ماقبل به عنوان نقاط جذبی شناخته شده اند، انجام می گیرد - روش .[4] - IEچهارمین روش نیز که همچون روش IE قابل اعمال به هر دونوع طیف مدرج و غیرمدرج می باشد، مبتنی بر فرض وجود مناطق فاقد جذب می باشد. اما این روش همانند روش PL غیر اتوماتیک می باشد در حالیکه روشهاي PCS و IE کاملاً اتوماتیک می باشند. در روش چهارم، طیف پیوسته کوازار با درونیابی مناطق غیرجذبی، به تشخیص چشم استفاده کننده، و منطبق کردن تابعی هموار بر آن تعیین می شود - روش . - SL در شکل1، به عنوان نمونه، طیف پیوسته کوازار HS 0741-4741، که از اعمال روشهاي فوق حاصل شده، نشان داده شده است. همانطور که در شکل آمده است براي روش IE، دو طیف پیوسته IE1، پایین ترین، و IE2، بالاترین طیف پیوسته ممکن، که از تغییر پارامترها در این روش حاصل شده اند، در نظر گرفته شده است.
تعیین مقدار کاهش چگالی انرژي
مقدار کاهش چگالی انرژي، DA، را به صورت DA = <1-fi/ci> تعریف می کنیم که در آن fi، چگالی انرژي مشاهده اي و ci، مقدار چگالی انرژي پیوسته گسیل شده توسط کوازار در i مین پیکسل می باشد. براي اجتناب از اثر نزدیکی به کوازار، اندازه گیري خود را به ناحیه اي از جنگل لیمان آلفا که حداقل 300 km/s از خط نشري لیمان بتاي هر کوازار بزرگتر و 500 km/s از لیمان آلفاي آن کوچکتر باشد، محدود نمودیم. خطوط جذبی مربوط به کهکشانهاي واقع بر خط دید کوازار را نیز حذف نمودیم. مقدار DA در بازه هاي انتقال به قرمز 0,1 متوسط گیري و نتایج حاصل بر حسب تابعی از انتقال به قرمز، براي طیفهاي
