[科普中国]-阻尼莱曼α系-

阻尼莱曼α系 或阻尼莱曼α吸收系（Damped Lyman alpha systems, Damped Lyman alpha absorption systems）是在类星体光谱中检测到，列密度大于10^20原子/公分^2的气体天体，所观测到的中性氢莱曼α线因为辐射阻尼而使吸收谱线变宽。这些系统因为显示出很大的红移而很重要，它们主导了宇宙充满了中性氢的时期，并且意味着在测量时无需做电离的修正。阻尼莱曼α系的高中性氢列密度也在典型的银河视线方向上，和其他邻近的星系。因此曾被观测到的阻尼莱曼α系，在所有的红移上都被认为是气体丰富的星系。

简介阻尼莱曼α系或阻尼莱曼α吸收系（Damped Lyman alpha systems,Damped Lyman alpha absorption systems）是在类星体光谱中检测到，列密度大于10^20原子/公分^2的气体天体，所观测到的中性氢莱曼α线因为辐射阻尼而使吸收谱线变宽。这些系统因为显示出很大的红移而很重要，它们主导了宇宙充满了中性氢的时期，并且意味着在测量时无需做电离的修正。阻尼莱曼α系的高中性氢列密度也在典型的银河视线方向上，和其他邻近的星系。因此曾被观测到的阻尼莱曼α系，在所有的红移上都被认为是气体丰富的星系。1

莱曼α斑点莱曼α斑点(LAB)是天文学上一种释放出莱曼α线的巨大且浓密的气体。莱曼α线的发射是电子和电离的氢原子再结合时产生的。莱曼α斑点是宇宙中已知最大的单一天体，有些这样的气体结构在太空中跨越了400,000光年的距离。因为自然的莱曼α发射线是紫外线，到目前为止，只在高红移的宇宙中发现它们。由于地球大气层是非常有效率的紫外线光子过滤器，莱曼α线的光子必须被红移过才能通过大气层传输。

大部分的莱曼α斑点都是在2000年被Steidel等人发现的，松田有一等人使用日本国家天文台的昴星团望远镜继续的搜寻莱曼α斑点，并且在松田等人原来的场所发现超过30个新的莱曼α斑点。虽然它们都比原先发现的小，但这些莱曼α斑点形成的结构都超过2亿光年。它是目前未知的，无论莱曼α斑点是在高红移宇宙中追踪到的超密度星系(如同高红移电波星系－它们也有扩展开的莱曼α晕－的例子)，或是没有机制产生莱曼α发射线，或是莱曼α斑点是如何联结到周围的星系。莱曼α斑点可能有有价值的线索，可以让科学家确定星系是如何形成的。

许多大质量的莱曼α斑点被Steidel等人(2000)、Francis等人(2001)、松田等人(2004)、 Dey等人(2005)、 Nilsson等人(2006)和Smith 与Jarvis等人(2007)发现。1

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。1

莱曼断裂星系莱曼断裂星系是利用星系在莱曼极限两侧波段的图像不同而发现的高红移的恒星形成星系。过去这种技术主要利用紫外和光学波段寻找红移值z=3-4的星系，但是随着紫外线天文学和红外线天文学的发展，我们已经可以在紫外和近红外波段寻找更低或更高红移的星系。

莱曼断裂星系的筛选技术事实上是依赖能量高于莱曼极限的辐射，因为912Å的波长几乎完全被星系的恒星形成区周围的中性气体吸收。在静止参考系的发射星系，波长比912Å更长的光谱较为明亮，但是非常黯淡或无法检测出更短的波长－这被称为漏失或是"断裂"，可以用来寻找莱曼极限的位置。波长短于912Å，在远紫外线范围的光会被地球的大气层阻挡，但是不能忽略掉非常遥远星系的光因为宇宙膨胀的拉长。对红移z=3的星系，莱曼断裂的位置出现在3600Å，这足以被地基或太空中的望远镜检测出来。

红移z=3的星系候选者可以通过光学的影像筛检（对波长大于3600Å的灵敏），但是没有出现在紫外线的影像（对波长短于3600Å的灵敏）。这项技术经过修改，通过选择不同的筛选器，可以寻找不同红移的星系－只要影像可以通过至少一个莱曼极限筛选器的上下界限，这个方法就行得通。为了确认经由颜色选择所估计的红移，必须使用光谱仪进行后续的观测。由于光谱测量，特别是高精度的光谱测量，以获得红移职校耗费许多时间，过莱曼断裂技术筛选出候选者，已经大大提高星系红移调查的效率。

它们的远红外线发射对研究莱曼断裂星系一直是至关重要的中心议题，可以更好的了解它们的演化以及恒星形成率。到目前为止，只有一个小的中红外线样本被检测到。大部分的结果依然依靠收集静止参考系的莱曼断裂星系透镜的紫外线，或是赫歇尔卫星检测到的几个天体的资讯，或使用堆叠技术，这可以获得尚未检测的莱曼断裂星系的平均值。2