En espectroscopia astronómica , la depresión de Gunn-Peterson es una característica de los espectros de los cuásares debida a la presencia de hidrógeno neutro en el medio intergaláctico (IGM) . La depresión se caracteriza por la supresión de la emisión electromagnética del cuásar en longitudes de onda menores que la de la línea Lyman-alfa en el desplazamiento al rojo de la luz emitida. Este efecto fue predicho originalmente en 1965 por James E. Gunn y Bruce Peterson . [1]
Durante más de tres décadas después de la predicción, no se habían encontrado objetos lo suficientemente distantes como para mostrar la depresión de Gunn-Peterson. No fue hasta 2001, con el descubrimiento de un cuásar con un corrimiento al rojo z = 6,28 por Robert Becker y otros [2] utilizando datos del Sloan Digital Sky Survey , que finalmente se observó una depresión de Gunn-Peterson. El artículo también incluía cuásares con corrimientos al rojo de z = 5,82 y z = 5,99, y, aunque cada uno de ellos exhibió absorción en longitudes de onda en el lado azul de la transición Lyman-alfa, también hubo numerosos picos en el flujo. Sin embargo, el flujo del cuásar en z = 6,28 fue efectivamente cero más allá del límite Lyman-alfa, lo que significa que la fracción de hidrógeno neutro en el IGM debe haber sido mayor que ~10 −3 .
El descubrimiento del valle en un cuásar z = 6,28, y la ausencia del valle en cuásares detectados en corrimientos al rojo justo por debajo de z = 6 presentaron una fuerte evidencia de que el hidrógeno en el universo había experimentado una transición de neutro a ionizado alrededor de z = 6. Después de la recombinación , se esperaba que el universo fuera neutro, hasta que los primeros objetos en el universo comenzaron a emitir luz y energía que reionizarían el IGM circundante. Sin embargo, como la sección transversal de dispersión de fotones con energías cercanas a la del límite Lyman-alfa con hidrógeno neutro es muy alta, incluso una pequeña fracción de hidrógeno neutro hará que la profundidad óptica del IGM sea lo suficientemente alta como para causar la supresión de la emisión observada. A pesar del hecho de que la relación de hidrógeno neutro a hidrógeno ionizado puede no haber sido particularmente alta, el bajo flujo observado más allá del límite Lyman-alfa indica que el universo estaba en las etapas finales de reionización.
Tras la primera publicación de datos de la sonda espacial WMAP en 2003, la determinación de Becker de que el final de la reionización se produjo en z ≈ 6 pareció entrar en conflicto con las estimaciones realizadas a partir de la medición de la densidad de la columna de electrones realizada por WMAP. [3] Sin embargo, los datos de WMAP III publicados en 2006 ahora parecen estar en mucho mejor acuerdo con los límites a la reionización impuestos por la observación de la depresión de Gunn-Peterson. [4]
