Wiederionisierung des intergalaktischen Mediums und der Dämpfungsflügel des Gunn-Peterson-Trogs

Beobachtungen von Quasaren mit hohem Rotverschiebung zeigen, dass das IGM bei einer gewissen Rotverschiebung z>5 wiederionisiert worden sein muss. Wenn eine Strahlungsquelle bei der Ruhe-Frame Lya-Wellenlänge bei einer ausreichend hohen Rotverschiebung beobachtet werden könnte, an der ein Teil des IGM in der Sichtlinie noch nicht wiederionisiert war, sollte der Gunn-Peterson-Trog vorhanden sein. Länger als die Lya-Wellenlänge sollte ein Dämpfungsflügel beobachtet werden, der durch das neutrale IGM verursacht wird, dessen Absorptionsprofil vorhergesagt werden kann. Die Messung der Form dieses Dämpfungsflügels würde unwiderlegbare Beweise für die Beobachtung des IGM vor der Wiederionisierung liefern und eine Bestimmung der Dichte des neutralen IGM ermöglichen. Diese Messung könnte durch das mögliche Vorhandensein eines dichten Absorptionssystems, das mit der Quelle assoziiert ist, behindert werden. Kürzer als die \-Wellenlänge sollte Absorption von der fleckigen Struktur des IGM im Prozess der Wiederionisierung sichtbar sein. Wir zeigen, dass ein vollständiger Gunn-Peterson-Trog wahrscheinlich auch in der Epoche, in der das IGM teilweise ionisiert ist, noch beobachtet werden kann. Die Dämpfungsflügel der neutralen Bereiche sollten sich überlappen, wenn die richtige Weglänge durch eine ionisierte Region weniger als 1 h^-1 Mpc beträgt; selbst in größeren ionisierten Regionen sollte die charakteristische Hintergrundintensität niedrig genug sein, um eine sehr hohe optische Tiefe aufgrund des verbleibenden neutralen Anteils zu ergeben, obwohl gelegentlich etwas Flux durch große, unterdichte Hohlräume innerhalb einer ionisierten Region übertragen werden kann. Der Fall der HeII-Wiederionisierung wird ebenfalls erörtert, und wir argumentieren, dass Helium bereits bei z=3 im gesamten IGM doppelt ionisiert war. Die kürzlich entdeckten Nachglühen von Gammastrahlenausbrüchen könnten bald bei sehr hohen Rotverschiebungen beobachtet werden. Ihr merkmalarmes kontinuierliches Spektrum und die hohe Helligkeit machen sie zu idealen Quellen für das Studium der Absorption durch das IGM.