Co to jest Lyman break?
Lyman break (przerwa Lymana, granica serii Lymana) to gwałtowny zanik promieniowania elektromagnetycznego poniżej długości fali 91,2 nm (granica jonizacji neutralnego wodoru HI), obserwowany w widmach galaktyk i kwazarów. Fotony krótsze niż 91,2 nm mają wystarczająco dużą energię, by jonizować neutralny wodór – są całkowicie pochłaniane przez gaz międzygwiazdowy i międzygalaktyczny wzdłuż linii wzroku, więc galaktyka wydaje się kompletnie 'niewidoczna’ poniżej tej granicy.
Technika galaktyk Lyman break (Lyman Break Galaxies, LBG) opracowana przez Charlesa Steidela w 1996 roku wykorzystuje ten efekt do wyodrębniania galaktyk z wysokim przesunięciem ku czerwieni (z ~ 3-6): dla galaktyki z redshift z=3 przerwa Lymana przesunięta jest do 91,2 nm x (1+3) = 364,8 nm – granicy UV/optycznej. Galaktyka jest zupełnie 'niewidoczna’ w filtrze U (365 nm), a widoczna w filtrach B i V. Galaktyki spełniające to kryterium (’dropout’ w filtrze U) są kandydatkami na LBG przy z~3. Analogicznie dla wyższych redshiftów: 'dropout’ w filtrze B – z~4, V – z~5, I – z~6 (’i-dropout’ galaktyki Hubble’a), Z – z~7.
Technika Lyman break jest jednym z najskuteczniejszych narzędzi poszukiwania odległych galaktyk i pozwoliła odkryć setki tysięcy galaktyk przy z~3-6 już przez SDSS i Hubble. JWST rozszerzył tę technikę na z~10-16, odkrywając dojrzałe galaktyki w pierwszych setkach milionów lat Wszechświata i stawiając nowe pytania o prędkość formowania gwiazd po Wielkim Wybuchu.