KNAW

Research

Kinematic imaging of the cosmic HI web

Pagina-navigatie:


Update Research data


Title Kinematic imaging of the cosmic HI web
Period 05 / 2005 - unknown
Status Current
Research number OND1308148
Data Supplier Nederlandse Organisatie voor Wetenschappelijk Onderzoek (NWO)

Abstract

Only in recent years the realization has emerged that galaxies do not dominate the universal baryon budget but are merely the brightest pearls of an underlying Cosmic Web. Although the gas in these intergalactic filaments is moderately to highly ionized, QSO absorption lines have shown that the surface area increases dramatically in going down to lower HI column densities. The first image of the Cosmic Web in HI emission has just been made of the Local Group filament connecting M31 and M33. The corresponding HI distribution function is in very good agreement with that of the QSO absorption lines, confirming the 30-fold increase in surface area expected between 10^19 cm^-2 and 10^17 cm^-2. The critical observational challenge is crossing the "HI desert", the range of log(N_HI) from about 19.5 down to 18, over which photo-ionization by the intergalactic radiation field produces an exponential decline in the neutral fraction from essentially unity down to a few percent. Nature is kinder again to the HI observer below log(N_HI)=18, where the neutral fraction decreases only very slowly with log(N_HI). We have defined a research program comprising two complementary initiatives which should lay the basis for a comprehensive study of the Cosmic Web phenomenon. The first is a complete reprocessing and analysis of the recently published HI Parkes All-Sky Survey (HIPASS) of the HI sky between declinations of -90 and +20 degree after optimization for the detection of diffuse filaments near bright galaxies. The second initiative involves a novel and extremely sensitive method for detection of faint HI emission features which employs the WSRT to simulate a filled aperture, while retaining the excellent spectral baseline and PSF properties of an interferometer. The observed HI linewidth of detected features should permit a clear assessment of the relative importance of "cold-mode" versus "hot-mode" accretion, and its dependence on environment; providing important constraints on this critical open issue in cosmology and galaxy evolution.

Abstract (NL)

Pas in de laatste jaren is gebleken dat het merendeel van de baryonische materie van het heelal niet in sterrenstelsels is geconcentreerd, maar verspreid is, in de vorm van diffuse filamenten, tussen de sterrenstelsels. Deze filamenten zijn zeer moeilijk waarneembaar. Het voornaamste middel is waterstofabsorptie tegen heldere quasars in de achtergrond. De statistiek van de quasar absorptielijn metingen geeft aan dat de bedekkingsgraad van diffuse systemen ongeveer 30 keer zo groot is als dat van de sterrenstelsels. Maar de absorptiemetingen (gezien hun grote onderlinge hoekafstand) zijn niet in staat om de verdeling van deze materie in kaart te brengen. Door middel van zeer gevoelige metingen in de 21 cm waterstof emissielijn lijkt het nu wel mogelijk deze ijle filamenten in kaart te brengen en tevens hun kinematica en temperatuur te bepalen. We doen dit met twee grote survey-programma's. De eerste bevat de hele zuidelijke hemel, gebruik makend van bestaande data in de HI Parkes All-Sky Survey (HIPASS). De tweede maakt gebruik van de Westerbork interferometer (14 schotels van 25 m doorsnee) in een zeer ongebruikelijke waarneem mode, waarbij een volledige oppervlakte van 300 keer 25 m wordt nagebootst door alleen op extreem lage elevaties te meten. De gedetecteerde filamenten worden vervolgens ook door middel van absorptiemetingen tegen achtergrondquasars verder onderzocht om de ionisatiegraad en het metaalgehalte te bepalen.

Related organisations

Related people

Researcher Dr. R. Braun

Classification

A90000 Fundamental research
D17000 Astronomy, astrophysics

Go to page top
Go back to contents
Go back to site navigation