Серия абсорбционных линий в спектрах квазаров, вызванная промежуточным нейтральным водородным газом.Лайман-альфа лес — это густая чаща абсорбционных линий, которая появляется в спектрах далеких квазаров. Когда свет от квазара проходит через облака нейтрального водорода, рассеянные по всей Вселенной, каждое облако поглощает свет определенной длины волны — переход Лайман-альфа водорода. Из-за расширения Вселенной поглощение каждого облака смещено в красную сторону на разную величину в зависимости от его расстояния, что создает «лес» линий, а не одну единственную. Этот узор является мощным инструментом для изучения крупномасштабной структуры космоса, показывая, где распределен газ вдоль луча зрения.
Лайман-альфа лес был впервые обнаружен в спектрах квазаров в начале 1970-х годов, а сам термин ввел астроном Роджер Линдс в 1971 году. Вскоре его признали мощным космологическим инструментом, а его интерпретация как индикатора межгалактического газа была подтверждена наблюдениями и моделированием в 1990-х годах.
Нейтральный водород поглощает свет на длине волны покоя 121,6 нанометра (линия Лайман-альфа). Когда свет квазара движется к нам, он встречает облака этого газа на различных расстояниях. Расширение Вселенной растягивает свет, поэтому поглощение от более близкого облака наблюдается на более короткой длине волны, чем от более далекого. В результате возникает серия провалов поглощения на разных длинах волн, каждый из которых отмечает отдельное облако. Анализируя плотность и распределение этих линий, астрономы могут составить карту распределения нейтрального водорода и сделать вывод о структуре темной материи, поскольку газ следует за гравитационным притяжением темной материи.
Лайман-альфа лес используется для ограничения космологических параметров, таких как плотность материи и амплитуда флуктуаций плотности, а также для изучения эпохи реионизации и распределения темной материи.
Лайман-альфа лес настолько чувствителен к присутствию нейтрального водорода, что может обнаруживать газовые облака с плотностью всего несколько атомов на кубический метр — гораздо более разреженные, чем самый лучший вакуум, когда-либо созданный на Земле.
