Молекули в ранньому Всесвіті

Ми вивчаємо формування перших молекул, негативних іонів водню та молекулярних іонів у моделі Всесвіту з космологічною сталою та холодною темною матерією. Космологічна рекомбінація описується в рамках модифікованої моделі ефективного 3-рівневого атома, а кінетика хімічних реакцій — в рамках мінімальн...

Full description

Saved in:

Bibliographic Details
Date:	2017
Main Authors:	Новосядлий, Б., Сергієнко, О., Шульга, В.М.
Format:	Article
Language:	Ukrainian
Published:	Головна астрономічна обсерваторія НАН України 2017
Series:	Кинематика и физика небесных тел
Subjects:	Внегалактическая астрономия
Online Access:	https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/149688
Tags:	Add Tag No Tags, Be the first to tag this record!
Journal Title:	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Cite this:	Молекули в ранньому Всесвіті / Б. Новосядлий, О. Сергієнко, В.М. Шульга // Кинематика и физика небесных тел. — 2017. — Т. 33, № 6. — С. 3-16. — Бібліогр.: 34 назв. — укр.

Institution

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine

id	nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-149688
record_format	dspace
spelling	nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-1496882025-02-23T20:20:03Z Молекули в ранньому Всесвіті Молекулы в ранней вселенной Molecules in the early Universe Новосядлий, Б. Сергієнко, О. Шульга, В.М. Внегалактическая астрономия Ми вивчаємо формування перших молекул, негативних іонів водню та молекулярних іонів у моделі Всесвіту з космологічною сталою та холодною темною матерією. Космологічна рекомбінація описується в рамках модифікованої моделі ефективного 3-рівневого атома, а кінетика хімічних реакцій — в рамках мінімальної моделі для водню, дейтерію та гелію. Встановлено, що викликані неточностями в розрахунку космологічної рекомбінації похибки відносних концентрацій молекул сягають 2-3 %. Мы изучаем формирование первых молекул, отрицательных ионов водорода и молекулярных ионов в модели Вселенной с космологической постоянной и холодной темной материей. Космологическая рекомбинация описывается в рамках модифицированной модели эффективного 3-уровневого атома, а кинетика химических реакций — в рамках минимальной модели для водорода, дейтерия и гелия. Установлено, что вызванные неточностями расчета космологической рекомбинации погрешности относительных концентраций молекул составляют 2-3 %. We study the formation of first molecules, negative Hydrogen ions and molecular ions in model of the Universe with cosmological constant and cold dark matter. The cosmological recombination is described in the framework of modified model of the effective 3-level atom, while the kinetics of chemical reactions in the framework of the minimal model for Hydrogen, Deuterium and Helium. It is found that the uncertainties of molecular abundances caused by the inaccuracies of computation of cosmological recombination are about 2-3 %. Роботу виконано в рамках проекту Міністерства освіти і науки України «Динаміка, еволюційні та фізичні ефекти у формуванні структури Всесвіту, залишках наднових і тісних подвійних зоряних системах з релятивістським компонентом» (державний реєстраційний номер 0116U001544). 2017 Article Молекули в ранньому Всесвіті / Б. Новосядлий, О. Сергієнко, В.М. Шульга // Кинематика и физика небесных тел. — 2017. — Т. 33, № 6. — С. 3-16. — Бібліогр.: 34 назв. — укр. 0233-7665 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/149688 524.8+539 uk Кинематика и физика небесных тел application/pdf Головна астрономічна обсерваторія НАН України
institution	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection	DSpace DC
language	Ukrainian
topic	Внегалактическая астрономия Внегалактическая астрономия
spellingShingle	Внегалактическая астрономия Внегалактическая астрономия Новосядлий, Б. Сергієнко, О. Шульга, В.М. Молекули в ранньому Всесвіті Кинематика и физика небесных тел
description	Ми вивчаємо формування перших молекул, негативних іонів водню та молекулярних іонів у моделі Всесвіту з космологічною сталою та холодною темною матерією. Космологічна рекомбінація описується в рамках модифікованої моделі ефективного 3-рівневого атома, а кінетика хімічних реакцій — в рамках мінімальної моделі для водню, дейтерію та гелію. Встановлено, що викликані неточностями в розрахунку космологічної рекомбінації похибки відносних концентрацій молекул сягають 2-3 %.
format	Article
author	Новосядлий, Б. Сергієнко, О. Шульга, В.М.
author_facet	Новосядлий, Б. Сергієнко, О. Шульга, В.М.
author_sort	Новосядлий, Б.
title	Молекули в ранньому Всесвіті
title_short	Молекули в ранньому Всесвіті
title_full	Молекули в ранньому Всесвіті
title_fullStr	Молекули в ранньому Всесвіті
title_full_unstemmed	Молекули в ранньому Всесвіті
title_sort	молекули в ранньому всесвіті
publisher	Головна астрономічна обсерваторія НАН України
publishDate	2017
topic_facet	Внегалактическая астрономия
url	https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/149688
citation_txt	Молекули в ранньому Всесвіті / Б. Новосядлий, О. Сергієнко, В.М. Шульга // Кинематика и физика небесных тел. — 2017. — Т. 33, № 6. — С. 3-16. — Бібліогр.: 34 назв. — укр.
series	Кинематика и физика небесных тел
work_keys_str_mv	AT novosâdlijb molekulivrannʹomuvsesvítí AT sergíênkoo molekulivrannʹomuvsesvítí AT šulʹgavm molekulivrannʹomuvsesvítí AT novosâdlijb molekulyvrannejvselennoj AT sergíênkoo molekulyvrannejvselennoj AT šulʹgavm molekulyvrannejvselennoj AT novosâdlijb moleculesintheearlyuniverse AT sergíênkoo moleculesintheearlyuniverse AT šulʹgavm moleculesintheearlyuniverse
first_indexed	2025-11-25T01:49:50Z
last_indexed	2025-11-25T01:49:50Z
_version_	1849725173449621504
fulltext	ÂÍÅÃÀËÀÊÒÈ×ÅÑÊÀß ÀÑÒÐÎÍÎÌÈß ÓÄÊ 524.8+539 Á. Íî âî ñÿä ëèé1, Î. Ñåðã³ºíêî1, Â. Ì. Øóëü ãà2,3 1Àñòðîíîì³÷íà îá ñåð âà òîð³ÿ Ëüâ³âñüêî ãî íàö³îíàëü íî ãî óí³âåð ñè òå òó ³ìåí³ ²âà íà Ôðàí êà, âóë. Êè ðè ëà ³ Ìå ôîä³ÿ 8, ì. Ëüâ³â, 79005 bnovos@gmail.com, muszka.na.rowerku@gmail.com 2Öç³ë³íñüêèé óí³âåð ñè òåò, âóë. Êâàíöç³íü, 2699, 130012, ì. ×àíü ÷óíü, ÊÍÐ 3Ðàä³îàñ òðî íîì³÷íèé ³íñòè òóò ÍÀÍ Óêðà¿ íè, âóë. Ìèñòåöòâ 4, ì. Õàðê³â, 61002 shulga@rian.kharkov.ua Ìî ëå êó ëè â ðàí íüî ìó Âñåñâ³ò³ Ìè âèâ ÷àºìî ôîð ìó âàí íÿ ïåð øèõ ìî ëå êóë, íå ãà òèâ íèõ ³îí³â âîä íþ òà ìî ëå êó ëÿð íèõ ³îí³â ó ìî äåë³ Âñåñâ³òó ç êîñ ìî ëîã³÷íîþ ñòà ëîþ òà õî - ëîä íîþ òåì íîþ ìà òåð³ºþ. Êîñ ìî ëîã³÷íà ðå êîìá³íàö³ÿ îïè ñóºòüñÿ â ðàì êàõ ìî äèô³êî âà íî¿ ìî äåë³ åôåê òèâ íî ãî 3-ð³âíå âî ãî àòî ìà, à ê³íå - òè êà õ³ì³÷íèõ ðå àêö³é — â ðàì êàõ ì³í³ìàëü íî¿ ìî äåë³ äëÿ âîä íþ, äåé - òåð³þ òà ãåë³þ. Âñòà íîâ ëå íî, ùî âèê ëè êàí³ íå òî÷ íîñ òÿ ìè â ðîç ðà - õóí êó êîñ ìî ëîã³÷íî¿ ðå êîìá³íàö³¿ ïî õèá êè â³äíîñ íèõ êîí öåí òðàö³é ìî - ëå êóë ñÿ ãà þòü 2-3 %. Ïî õèá êè êîñ ìî ëîã³÷íèõ ïà ðà ìåòð³â âïëè âà þòü íà îö³íêè â³äíîñ íèõ êîí öåí òðàö³é ìî ëå êóë, íå ãà òèâ íèõ ³îí³â âîä íþ òà ìî ëå êó ëÿð íèõ ³îí³â íà ð³âí³ 2 %. Ïðè â³äñóò íîñò³ ðå³îí³çàö³¿ íà ÷åð âî - íî ìó çì³ùåíí³ z = 10 â³äíî øåí íÿ êîí öåí òðàö³é äî êîí öåí òðàö³¿ âîä íþ ñòà íîâ ëÿòü 3.08×10–13 äëÿ H–, 2.37×10–6 äëÿ H2, 1.26×10–13 äëÿ H 2 + , 1.12×10–9 äëÿ HD òà 8.54×10–14 äëÿ HeH+. ÌÎËÅÊÓËÛ Â ÐÀÍÍÅÉ ÂÑÅËÅÍÍÎÉ, Íî âî ñÿä ëûé Á., Ñåð ãè åí êî Î., Øóëü ãà Â. Ì. — Ìû èç ó÷à åì ôîð ìè ðî âà íèå ïåð âûõ ìî ëå êóë, îò ðè öà - òåëü íûõ èî íîâ âî äî ðî äà è ìî ëå êó ëÿð íûõ èî íîâ â ìî äå ëè Âñå ëåí íîé ñ êîñ ìî ëî ãè ÷åñ êîé ïî ñòî ÿí íîé è õî ëîä íîé òåì íîé ìà òå ðè åé. Êîñ ìî ëî - ãè ÷åñ êàÿ ðå êîì áè íà öèÿ îïè ñû âà åò ñÿ â ðàì êàõ ìî äè ôè öè ðî âàí íîé ìî - äå ëè ýô ôåê òèâ íî ãî 3-óðîâ íå âî ãî àòî ìà, à êè íå òè êà õè ìè ÷åñ êèõ ðå àê - öèé — â ðàì êàõ ìè íè ìàëü íîé ìî äå ëè äëÿ âî äî ðî äà, äåé òå ðèÿ è ãå ëèÿ. Óñòà íîâ ëå íî, ÷òî âû çâàí íûå íå òî÷ íîñ òÿ ìè ðàñ ÷å òà êîñ ìî ëî ãè ÷åñ - êîé ðå êîì áè íà öèè ïî ãðåø íîñ òè îò íî ñè òåëü íûõ êîí öåí òðà öèé ìî ëå - êóë ñî ñòàâ ëÿ þò 2-3 %. Ïîã ðåø íîñ òè êîñ ìî ëî ãè ÷åñ êèõ ïà ðà ìåò ðîâ âëè ÿ þò íà îò íî ñè òåëü íûå êîí öåí òðà öèè ìî ëå êóë, îò ðè öà òåëü íûõ èî íîâ âî äî ðî äà è ìî ëå êó ëÿð íûõ èî íîâ íà óðîâ íå äî 2 %. Ïðè îò ñó - òñòâèè ðå è î íè çà öèè íà êðàñ íîì ñìå ùå íèè z = 10 îò íî øå íèå êîí öåí - 3 ÊÈÍÅÌÀÒÈÊÀ È ÔÈÇÈÊÀ ÍÅÁÅÑÍÛÕ ÒÅË òîì 33 ¹ 6 2017 © Á. ÍÎ ÂÎ ÑßÄ ËÈÉ, Î. ÑÅÐÃ²ªÍÊÎ, Â. Ì. ØÓËÜ ÃÀ, 2017 4 Á. ÍÎÂÎÑßÄËÈÉ, Î. ÑÅÐÃ²ªÍÊÎ, Â. Ì. ØÓËÜÃÀ òðà öèé ê êîí öåí òðà öèè âî äî ðî äà ñî ñòàâ ëÿ þò 3.08×10–13 äëÿ H–, 2.37×10–6 äëÿ H2, 1.26×10–13 äëÿ H 2 + , 1.12×10–9 äëÿ HD è 8.54×10–14 äëÿ HeH+. MOLECULES IN THE EARLY UNIVERSE, by Novosyadlyj B., Sergijenko O., Shulga V. M. — We study the for ma tion of first mol e cules, neg a tive Hy - dro gen ions and mo lec u lar ions in model of the Uni verse with cos mo log i cal con stant and cold dark mat ter. The cos mo log i cal re com bi na tion is de - scribed in the frame work of mod i fied model of the ef fec tive 3-level atom, while the ki net ics of chem i cal re ac tions in the frame work of the min i mal model for Hy dro gen, Deu te rium and He lium. It is found that the un cer tain - ties of mo lec u lar abun dances caused by the in ac cu ra cies of com pu ta tion of cos mo log i cal re com bi na tion are about 2-3 %. The un cer tain ties of val ues of cos mo log i cal pa ram e ters af fect the abun dances of mol e cules, neg a tive Hy dro gen ions and mo lec u lar ions at the level of up to 2 %. In the ab sence of cos mo log i cal reionization at redshift z = 10 the ra tios of abun dances to the Hy dro gen one are 3.08´10–13 for H–, 2.37´10–6 for H2, 1.26´10–13 for H 2 + , 1.12´10–9 for HD and 8.54´10–14 for HeH+. ÂÑÒÓÏ Íà ðàíí³õ åòà ïàõ ðîç âèò êó Âñåñâ³òó (z ~ 104) âñ³ àòî ìè âîä íþ, äåé - òåð³þ, ãåë³þ òà ë³ò³þ ïîâí³ñòþ ³îí³çî âàí³ êâàí òà ìè òåï ëî âî ãî âèï ðî - ì³íþ âàí íÿ (äå òàëüí³øå äèâ. [20, 30, 31]). Ç ïî ÿ âîþ íå é òðàëü íèõ àòî - ì³â ðîçïî ÷è íàºòüñÿ ôîð ìó âàí íÿ ïåð øèõ ìî ëå êóë. Öåé ïðî öåñ øè ðî êî âèâ ÷àºòüñÿ [8—11, 13, 16, 19, 22, 25, 26, 32, 33] ÷å ðåç éîãî âàæ ëèâ³ñòü äëÿ îõî ëîä æåí íÿ ãà çî âèõ õìàð, ç ÿêèõ ñôîð ìó âà ëè ñÿ ïåðø³ ñâ³òí³ îá'ºêòè. Äëÿ ðîç ðà õóí êó åâî ëþö³¿ êîí öåí òðàö³é ïåð øèõ ìî ëå êóë âàæ ëè âî òî÷ íî çíà òè åâî ëþö³þ êîí öåí òðàö³é ³îí³çî âà íèõ ôðàêö³é ó ïðî öåñ³ êîñ ìî ëîã³÷íî¿ ðå êîìá³íàö³¿. Íàé ÷àñò³øå ³ ðå êîìá³íàö³ÿ, ³ ôîð ìó âàí íÿ ìî ëå êóë îïè ñó þòü ñÿ çà äî ïî ìî ãîþ ð³âíÿíü õ³ì³÷íî¿ ê³íå òè êè ç àíà - ë³ òè÷íèìè àï ðîê ñè ìàö³ÿìè äëÿ øâèä êîñ òåé ðå àêö³é [8, 33]. Öåé ï³äõ³ä äîç âî ëÿº ïðî âàäè òè îá ÷èñ ëåí íÿ øâèä êî, àëå º íå äîñ òàò íüî òî÷ íèì. ²íøèé ìå òîä ïî ëÿ ãàº ó òî÷ íî ìó âðà õó âàíí³ ïå ðå õîä³â ó áà ãà òîð³âíå - âèõ àòî ìàõ ³ äëÿ ðå êîìá³íàö³¿, ³ äëÿ ôîð ìó âàí íÿ ìî ëå êóë [3]. Éî ãî ñóòòºâèì íå äîë³êîì º ïîâ³ëüí³ñòü îá ÷èñ ëåíü. Äëÿ ìàê ñè ìàëü íî øâèä - êî ãî ðîç ðà õóí êó åâî ëþö³¿ êîí öåí òðàö³é íå é òðàëü íèõ àòîì³â òà ³îí³â âîä íþ ³ ãåë³þ ïðî òÿ ãîì êîñ ìî ëîã³÷íî¿ ðå êîìá³íàö³¿ ç òî÷í³ñòþ, ùî â³äïîâ³äàº ìî äåë³ áà ãà òîð³âíå âî ãî àòî ìà, áóëî çà ïðî ïî íî âàíî ìî äè - ô³ êîâàíó ìî äåëü åôåêòèâíîãî 3-ð³âíåâîãî àòîìà [30, 31]. Ïðè äîñë³ä - æåíí³ ôîðìóâàííÿ ìîëåêóë ¿¿ âèêîðèñòîâóâàëè, çîêðåìà, ó ðîáîòàõ [12, 28]. Äëÿ òåñ òó âàí íÿ êîñ ìî ëîã³÷íèõ ìî äå ëåé çà äà íè ìè êîñì³÷íî¿ îá - ñåð âà òîð³¿ Planck íå îáõ³äíî øâèä êî ðîç ðà õî âó âà òè êîí öåí òðàö³þ â³ëü íèõ åëåê òðîí³â ó Âñåñâ³ò³ ç ïî õèá êîþ íå á³ëüøå ê³ëüêîõ äå ñÿ òèõ â³äñîò êà. Äëÿ äî ñÿã íåí íÿ òà êî¿ òî÷ íîñò³ áó ëî ðîç ðîá ëå íî ìî äåëü åôåê òèâ íî ãî N-ð³âíå âî ãî àòî ìà òà ñòâî ðå íî ïðî ãðà ìè HyREC [2] òà CosmoRec [6]. Àëüòåðíàòèâíèì ï³äõî äîì ñòà ëî äî ïîâ íåí íÿ ìî äè - ô³ êî âàíî¿ ìî äåë³ åôåê òèâ íî ãî 3-ð³âíå âî ãî àòî ìà [29, 34]. Ìå òîþ äà íî¿ ðî áî òè º äîñë³äæåí íÿ ôîð ìó âàí íÿ ïåð âèí íèõ ìî ëå - êóë, íå ãà òèâ íèõ ³îí³â âîä íþ ³ ìî ëå êó ëÿð íèõ ³îí³â â ðàì êàõ ìî äèô³êî - âà íî¿ ìî äåë³ åôåê òèâ íî ãî 3-ð³âíå âî ãî àòî ìà äëÿ êîñ ìî ëîã³÷íî¿ ðå êîì - á³íàö³¿ òà ì³í³ìàëü íî¿ ìî äåë³ äëÿ ê³íå òè êè õ³ì³÷íèõ ðå àêö³é, à òà êîæ âèâ ÷åí íÿ âïëè âó íà íüî ãî òî÷ íîñò³ îïè ñó êîñ ìî ëîã³÷íî¿ ðå êîìá³íàö³¿ òà çíà ÷åíü ïà ðà ìåòð³â êîñ ìî ëîã³÷íî¿ ìî äåë³. Ìè îá ìå æóºìî ñÿ ðîç ãëÿ - äîì êîñ ìî ëîã³÷íî¿ LCDM-ìî äåë³ òà íåõòóºìî ðå³îí³çàö³ºþ ñå ðå äî âè - ùà. Ð²ÂÍßÍ Íß ÅÂÎ ËÞÖ²¯ ÊÎÍ ÖÅÍ ÒÐÀÖ²É Õ²Ì²×ÍÈÕ ÑÊËÀ ÄÎ ÂÈÕ ÂÑÅÑÂ²ÒÓ Ï³ñëÿ ïî ÷àò êó ðå êîìá³íàö³¿ ïåð âèí íå ñå ðå äî âè ùå ñêëà äàºòüñÿ ç íå é - òðàëü íèõ àòîì³â, ³îí³â òà ìî ëå êóë âîä íþ, äåé òåð³þ, ãåë iþ òà ë³ò³þ, êâàí ò³â òåï ëî âî ãî ðåë³êòî âî ãî âèï ðîì³íþ âàí íÿ òà ÷àñ òè íîê õî ëîä íî¿ òåì íî¿ ìà òåð³¿. Ââà æàºìî, ùî îñòàíí³ º ñòàá³ëüíè ìè, áåðóòü ó÷àñòü ò³ëüêè ó ãðàâ³òàö³éí³é òà, ìîæ ëè âî, ñëàáê³é âçàºìîä³ÿõ, òîìó í³ÿê íå âïëè âà þòü íà ê³íå òè êó ðå êîìá³íàö³¿ òà äèñ îö³àö³¿ àòîì³â òà ìî ëå êóë. Êîí öåí òðàö³¿ öèõ ñêëà äî âèõ âèç íà ÷à þòü ñÿ õà ðàê òåð íè ìè äëÿ íèõ õ³ ì³÷íè ìè ðå àêö³ÿìè, êîí öåí òðàö³ÿìè çàä³ÿíèõ ðå à ãåíò³â òà êîå - ô³ ö³ ºíòà ìè øâèä êîñ òåé ðå àêö³é, ùî çà ëå æàòü â³ä òåì ïå ðà òó ðè ðå ÷î âè - íè òà âèï ðîì³íþ âàí íÿ â ñå ðå äî âèù³. Ê³íå òè êà õ³ì³÷íèõ ðå àêö³é îïè ñóºòüñÿ çà äî ïî ìî ãîþ ð³âíÿíü [8, 22, 33] dx dt k f f x x k f x k fi chem mn mn m n m n m m m m ij j æ è ç ö ø ÷ = + -å å å~ ~ ~g ~ ~ ~ i j i j i i if x x k f x- g , (1) äå k mn — êîåô³ö³ºíòè øâèä êîñ òåé ðå àêö³é ç ðå à ãåí òà ìè m òà n; âì³ñò f m ~ — öå â³äíîñ íà êîí öåí òðàö³ÿ f n nHe He H= / äëÿ ðå à ãåíò³â m, ùî ì³ñòÿòü ãåë³é, f n nD D H= / äëÿ ðå à ãåíò³â m, ùî ì³ñòÿòü äåé òåð³é, fLi = = n nLi H/ äëÿ ðå à ãåíò³â m, ùî ì³ñòÿòü ë³ò³é, òà f n nH H H= º/ 1 äëÿ ðå à - ãåíò³â m, ùî ì³ñòÿòü ëèøå âî äåíü. Äëÿ õ³ì³÷íèõ ñêëà äî âèõ ñå ðå äî âè - ùà, ùî ì³ñòÿòü ëèøå âî äåíü, â³äíîñ íà êîí öåí òðàö³ÿ x n nm m= / H , äå nm — êîí öåí òðàö³ÿ ðå à ãåí òà m, nH — ñó ìàð íà êîí öåí òðàö³ÿ âîä íþ; äëÿ ñêëà äî âèõ, ùî ì³ñòÿòü äåé òåð³é, ãåë³é òà ë³ò³é, x n nm m= / D , x n nm m= / He, x n nm m= / Li , äå nD , nHe òà nLi — ñó ìàðí³ êîí öåí òðàö³¿ äåé òåð³þ, ãåë³þ òà ë³ò³þ â³äïîâ³äíî. Ó Âñåñâ³ò³ ç ìåò ðè êîþ Ôð³äìà íà — Ðî áåð òñî íà — Óî êå ðà çðó÷ íî ïå ðåé òè â³ä äè ôå ðåíö³þâàí íÿ ïî ÷à ñó t äî äè ôå ðåíö³þâàí íÿ ïî ÷åð âî - íî ìó çì³ùåí íþ z çà äî ïî ìî ãîþ òà êî ãî ñï³ââ³äíî øåí íÿ: 5 ÌÎËÅÊÓËÈ Â ÐÀÍÍÜÎÌÓ ÂÑÅÑÂ²Ò² d dz H z d dt = - + 1 1( ) , äå H da dt aº( / ) / — ïà ðà ìåòð Ãàá áëà. Çàç íà ÷è ìî, ùî ìè íå ðîç ãëÿ äàºìî òåï ëî îáì³í ì³æ ðå ÷î âè íîþ òà âèï ðîì³íþ âàí íÿì ÷å ðåç ôóíêö³¿ ìî ëå êó ëÿð íî ãî îõî ëîä æåí íÿ òà íà - ãð³âàí íÿ, îñê³ëüêè ÷å ðåç ìàë³ êîí öåí òðàö³¿ ïåð âèí íèõ ìî ëå êóë â îä - íîð³äíî ìó ³çîò ðîï íî ìó Âñåñâ³ò³ öå íå âïëè âàº ñóòòºâî íà åâî ëþö³þ òåìïåðàòóðè ìàòåð³¿ [12, 23, 24]. Ì²Í²ÌÀËÜÍÀ ÌÎÄÅËÜ Õ²Ì²×ÍÈÕ ÐÅÀÊÖ²É Ó ÏÅÐÂÈÍÍÎÌÓ ÑÅÐÅÄÎÂÈÙ² Ïå ðåá³ã õ³ì³÷íèõ ïðî öåñ³â ó ïåð âèí íî ìó ñå ðå äî âèù³ ïðè íà ÿâ íîñò³ âîä íþ, äåé òåð³þ, ãåë³þ òà ë³ò³þ îïè ñóºòüñÿ ïî âíîþ ìî äåë ëþ [8], ùî âêëþ ÷àº 87 ðå àêö³é. Îäíàê äëÿ âèâ ÷åí íÿ ê³íå òè êè ôîð ìó âàí íÿ ïåð - âèí íèõ ìî ëå êóë ìè âè êî ðèñ òî âóºìî ì³í³ìàëü íó ìî äåëü [8], êîò ðà º äåùî ñïðî ùå íîþ, àëå äîñ òàò íüîþ äëÿ êî ðåê òíî ãî ðîç ðà õóí êó êîí öåí - òðàö³é õ³ì³÷íèõ ñêëà äî âèõ ñå ðå äî âè ùà. Ì³í³ìàëü íà ìî äåëü ñêëà - äàºòüñÿ ç 33 ðå àêö³é: 10 äëÿ âîä íþ, 6 äëÿ äåé òåð³þ, 3 äëÿ ãåë³þ òà 14 äëÿ ë³ò³þ. Îñê³ëüêè âì³ñò ë³ò³þ º äóæå ìà ëèì ( f n nLi Li H= » -/ 10 10) òà íà ÿâí³ ñóòòºâ³ ðîçá³æíîñò³ ó éîãî âèç íà ÷åíí³ [7], à ñèñ òå ìà ðå àêö³é áåç ë³ò³þ º çà âåð øå íîþ, ìè ðîç ãëÿ äàºìî ñå ðå äî âè ùå ëèøå ç âîä íåì, äåé - òåð³ºì òà ãåë³ºì. Õ³ì³÷í³ ðå àêö³¿ ì³í³ìàëü íî¿ ìî äåë³ äëÿ H, D òà He ïîä àíî ó òàáë. 1. Êî åô³ö³ºíòè øâèä êîñ òåé õ³ì³÷íèõ ðå àêö³é âçÿò³ ç ðî áî òè [8], çà âè íÿò - êîì êî åô³ö³ºíò³â ðå êîìá³íàö³¿ òà ôî òî³îí³çàö³¿ âîä íþ òà ãåë³þ. 6 Á. ÍÎÂÎÑßÄËÈÉ, Î. ÑÅÐÃ²ªÍÊÎ, Â. Ì. ØÓËÜÃÀ (H1) H +e H ++ - ® g (H2) H + H +e+ -g ® (H3) H +e H +- -® g (H4) H + H +e- -g ® (H5) H + H H +e- 2 -® (H7) H + H H + H- + ® (H8) H + H H ++ 2 +® g (H9) H + H + H2 + +g ® (H10) H + H H + H2 + 2 +® (H15) H + H H + H2 + 2 +® (D1) D +e D++ - ® g (D2) D+ D +e+ -g ® (D3) D+ H D + H+ +® (D4) D + H D+ H+ +® (D8) D + H H + HD+ 2 +® (D10) HD+ H H + D+ 2 +® (He8) He+ H HeH ++ +® g (He11) HeH + H He+ H+ 2 +® (He14) HeH + He+ H+ +g ® Òàá ëè öÿ 1. Õ³ì³÷í³ ðå àêö³¿ (íî ìå ðè ðå àêö³é çã³äíî ç [8]) ÊÎÑÌÎËÎÃ²×ÍÀ ÐÅÊÎÌÁ²ÍÀÖ²ß Â óìî âàõ òåð ìî äè íàì³÷íî¿ ð³âíî âà ãè ðå êîìá³íàö³ÿ He III, He II òà H II îïè ñóºòüñÿ ð³âíÿí íÿ ìè Ñàõà. Íà z ~ 8000 äâ³÷³ ³îí³çî âà íèé ãåë³é He III ïî ÷è íàº ðå êîìá³íó âà òè. Ç ð³âíÿíü Ñàõà äëÿ ðå êîìá³íàö³¿ He III ® He II òà He II ® He I ìîæ íà îò ðè ìà òè ð³âíÿí íÿ äëÿ â³äíîñ íî¿ êîí öåí òðàö³¿ â³ëüíèõ åëåê òðîí³â x n ne e= / H (âî äåíü ³ äåé òåð³é íà ö³é ñòàä³¿ ïîâ í³ñòþ ³îí³çî âàí³): x x f x f fe e e 3 2 1 1+ - - + - - - -( ) ( )h h hHeI D HeI HeII D He - + + =h hHeI HeII D He( )1 2 0f f , äå h p c HeII H He II= -( ) / / ( )2 3 2 3 m kT h n ee m kTm , h p c HeI H He I= - 4 2 3 2 3 ( ) / / ( )m kT h n ee m kTm . Êî ëè óâåñü äâ³÷³ ³îí³çî âà íèé ãåë³é ðå êîìá³íóº äî îä íî êðàò íî ³îí³ - çî âà íî ãî, ç ð³âíÿíü Ñà õà äëÿ ðå êîìá³íàö³¿ He II ® He I òà H II ® H I âèï ëè âàº òà êå ð³âíÿí íÿ äëÿ x e (äèâ. òà êîæ [1, 17]): x x x f fe e e 3 2 1+ + + - + - -( ) ( ( ) )h h h h h hH I HeI H I HeI H I D HeI He - + + =h hH I HeI D He( )1 0f f , äå h p c H I H H I= -( ) / / ( )2 3 2 3 m kT h n ee m kTm . Òóò ³ íàä àë³ ìè îïè ñóºìî ðå êîìá³íàö³þ äåé òåð³þ àíà ëîã³÷íî äî ðå êîìá³íàö³¿ âîä íþ. Ä³éñí³ ðîç â'ÿç êè öèõ êóá³÷íèõ ð³âíÿíü äà þòü çíà ÷åí íÿ â³äíîñ íî¿ êîí öåí òðàö³¿ â³ëüíèõ åëåê òðîí³â, ç ÿêèõ ìîæ íà îá÷èñëèòè â³äíîñí³ êîí öåí òðàö³¿ ³îí³çî âà íèõ òà íå é òðàëü íèõ âîä íþ, äåé òåð³þ òà ãåë³þ (äèâ. [1, 17]). Âàð òî çà óâà æè òè, ùî íà ñòàä³¿ ñóì³ñíî¿ ð³âíî âàæ íî¿ ðå êîìá³íàö³¿ âîä íþ òà îä íî êðàò íî ³îí³çî âà íî ãî ãåë³þ ïî ÷è íà þòü ôîð ìó âà òè ñÿ ïåðø³ ìî ëå êó ëè, íå ãà òèâí³ òà ìî ëå êó ëÿðí³ ³îíè, â³äíîñí³ êîí öåí òðàö³¿ êîò ðèõ ìîæ íà îá ÷èñ ëè òè çà íà âå äå íè ìè ó Äî äàò êó ôîð ìó ëà ìè. Ö³ ðîç - â'ÿç êè çà äà þòü ïî ÷àò êîâ³ óìî âè äëÿ ³íòåã ðó âàí íÿ ð³âíÿíü (1) íà ñòàä³¿ íåð³âíîâàæíî¿ ðåêîìá³íàö³¿. Êî ëè óìî âè òåð ìî äè íàì³÷íî¿ ð³âíî âà ãè ïî ðó øó þòü ñÿ, äëÿ îïè ñó íåð³âíî âàæ íî¿ ê³íå òè êè ðå êîìá³íàö³¿ âè êî ðèñ òî âóºòüñÿ ìî äèô³êî âà íà ìî äåëü åôåê òèâ íî ãî 3-ð³âíå âî ãî àòî ìà [30]. Ó í³é åâî ëþö³ÿ â³äíîñ íèõ êîí öåí òðàö³é ³îí³çî âà íèõ âîä íþ òà ãåë³þ îïèñóºòüñÿ ð³âíÿí íÿ ìè dx dz x x n x h k T e B m H II H II H H H H II H= - - - æ è çç ö ø ÷÷a b n ( )exp1 2s é ë ê ù û ú + C H z H ( )1 , (2) 7 ÌÎËÅÊÓËÈ Â ÐÀÍÍÜÎÌÓ ÂÑÅÑÂ²Ò² dx dz x x n x h k T e s s s B HeII HeII H He He HeII He= - - -a b n ( )exp1 21 m sC H z æ è çç ö ø ÷÷ é ë ê ù û ú + +He ( )1 + - - -x x n g g x h e t s s t HeII H He He He He HeII He2a b n 2 2 3 1 3 1( )exp s B m t k T C H z æ è çç ö ø ÷÷ é ë ê ê ù û ú ú + He ( )1 , (3) äå êî ðåêö³éí³ ìíîæ íè êè ìà þòü âèã ëÿä C K n x K n x H H H H H II H H H H H II = + - + + - 1 1 1 1 L L ( ) ( ) ( )b , C K n f x h k T K s s ps B m sHe He He H He HeII He = + - + 1 1 1 L ( )exp[ /( )]n ( ) ( )exp[ /( )]LHe He H He HeII+ -b ns ps B mn f x h k T1 , C K n f x h k T t t t ps t B m He He He H He HeII = + - 1 1 1b n( )exp[ /( )] . Òóò âè êî ðèñ òàíî ïî çíà ÷åí íÿ òà çíà ÷åí íÿ êî åô³ö³ºíò³â ³ àòîì íèõ ñòà ëèõ, ïðè âå äåí³ â ðî áî òàõ [30, 31, 34]. Ð³âíÿí íÿ (2) òà ïåð øèé äî äà íîê ó ð³âíÿíí³ (3) ñêëà äà þòü áà çî âó ìî äèô³êî âà íó ìî äåëü åôåê òèâ íî ãî 3-ð³âíå âî ãî àòî ìà, çà ïðî ïî íî âà íó ó ðîáîòàõ [30, 31] (¿¿ îãëÿä íà âå äå íî òà êîæ ó ðî áîò³ [1]). Ïî äàëüø³ äîñë³äæåí íÿ êîñ ìî ëîã³÷íî¿ ðå êîìá³íàö³¿, çó ìîâ ëåí³ íå îáõ³äí³ñòþ äî - ñÿã òè äîñ òàò íüî¿ äëÿ òåñ òó âàí íÿ êîñ ìî ëîã³÷íèõ ìî äå ëåé çà äà íè ìè êîñì³÷íî¿ îá ñåð âà òîð³¿ Planck òî÷ íîñò³ ðîç ðà õóí êó x e , ïðèâåëè äî äîïîâíåííÿ ö³º¿ ìîäåë³. Ïîâ íà ìî äèô³êî âà íà ìî äåëü åôåê òèâ íî ãî 3-ð³âíå âî ãî àòî ìà [34] äî äàò êî âî âðà õî âóº ïî âíèé âè ðàç äëÿ éìîâ³ðíîñò³ âè õî äó äëÿ ñèí ãëåò - íî ãî 2 11 1p s® ïå ðå õî äó He I, âïëèâ íå ïðî çî ðîñò³ êîí òè íó ó ìó íå é - òðàëü íî ãî âîä íþ íà ñèí ãëåò íèé ïå ðåõ³ä He I [14], ðå êîìá³íàö³þ ÷å ðåç òðèï ëåò íèé 2 13 1p s® ïå ðåõ³ä He I (äðó ãèé äî äà íîê ó (3)) òà âïëèâ íà íå¿ íå ïðî çî ðîñò³ êîí òè íó ó ìó íå é òðàëü íî ãî âîä íþ. Äëÿ âîä íþ äî äàò - êî âî âè êî ðèñ òî âóºòüñÿ êî ðåêö³éíà ôóíêö³ÿ äëÿ ìíîæ íè êà, ùî âðà õî - âóº ïî ÷åð âîí³ííÿ La -ôî òîí³â ÷å ðåç ðîç øè ðåí íÿ Âñå ñâiòó [27]: K H z z z w p H H2 lg(1+ ) = + - -æ è çç ö ø ÷÷+ - l p 3 1 2 1 28 1 ( ) exp ( ) exp (lg( ) )1 2 2 2 2 + -æ è çç ö ø ÷÷ é ë ê ù û ú z z w . Öå äîç âî ëÿº íà áëè çè òè ìî äèô³êî âà íó ìî äåëü åôåê òèâ íî ãî 3-ð³â - íå âî ãî àòî ìà äî ìî äåë³ åôåê òèâ íî ãî N-ð³âíå âî ãî àòî ìà. Òåì ïå ðà òó ðà ìà òåð³¿ Tm ïðàê òè÷ íî äîð³âíþº òåì ïå ðà òóð³ âèï - ðîì³íþ âàí íÿ T r äî z ~ 850. Øâèäê³ñòü çì³íè òåì ïå ðà òó ðè îïè ñóºòüñÿ àä³àáà òè÷ íèì îõî ëîä æåí íÿì âèï ðîì³íþ âàí íÿ âíàñë³äîê ðîç øè ðåí íÿ Âñåñâ³òó: dT dz T z m m= +1 . (4) 8 Á. ÍÎÂÎÑßÄËÈÉ, Î. ÑÅÐÃ²ªÍÊÎ, Â. Ì. ØÓËÜÃÀ Ï³çí³øå, ïðè áëèç íî íà ÷åð âî íèõ çì³ùåí íÿõ z < 850, äëÿ øâèä êîñò³ çì³íè òåì ïå ðà òó ðè ìà òåð³¿ âè êî ðèñ òî âóºòüñÿ ð³âíÿí íÿ [30] dT dz T z a T m cH z x f f x T Tm m T r r e e e m r= + + + + + + - 2 1 8 3 1 1 4s ( ) ( D He ). (5) Äëÿ çãëàä æåí íÿ ïå ðå õî äó â³ä (4) äî (5) âè êî ðèñ òî âóºòüñÿ êî ðåêö³ÿ [29]. Ñèñ òå ìó ð³âíÿíü (2)—(5) äî ïîâ íþ þòü ð³âíÿí íÿ äëÿ îïè ñó ðå - êîìá³íàö³¿ äåé òåð³þ òà ê³íå òè êè õ³ì³÷íèõ ðå àêö³é (1). ÐÅÇÓËÜÒÀÒÈ ÒÀ ÎÁÃÎÂÎÐÅÍÍß Íà îñíîâ³ ïðî ãðà ìè äëÿ ðîç ðà õóí êó åâî ëþö³¿ â³äíîñ íî¿ êîí öåí òðàö³¿ â³ëüíèõ åëåê òðîí³â ïðî òÿ ãîì êîñ ìî ëîã³÷íî¿ ðå êîìá³íàö³¿ ç âè êî ðèñ - òàí íÿì ìî äèô³êî âà íî¿ ìî äåë³ åôåê òèâ íî ãî 3-ð³âíå âî ãî àòî ìà recfast* (âåðñ³ÿ 1.5.2) ñòâî ðå íî ïðî ãðà ìó äëÿ ðîç ðà õóí êó â³äíîñ íèõ êîí öåí - òðàö³é ïåð âèí íèõ íå ãà òèâ íèõ ³îí³â âîä íþ ³ ìî ëå êó ëÿð íèõ ³îí³â H–, H 2 + , HeH+ òà ìî ëå êóë H2, HD. Îñê³ëüêè ñèñ òå ìà ð³âíÿíü, ùî îïè ñóº êîñ ìî ëîã³÷íó ðå êîìá³íàö³þ òà ê³íå òè êó õ³ì³÷íèõ ðå àêö³é, º æî ðñòêîþ, áóëî âè êî ðèñ òà íî ìå òîä ³íòåã ðó âàí íÿ Ã³ðà, ðåàë³çî âà íèé ó ïðî ãðàì³ DDRIV*, ùî º ó â³ëüíî ìó äîñ òóï³. Íà ðè ñóí êó ïî êà çà íî åâî ëþö³þ â³äíîñ íèõ êîí öåí òðàö³é xH II , xD II , xHeII , xH - , x H 2 + , xH 2 , xHD òà x HeH + , ðîç ðà õî âà íó â ðàì êàõ ïî âíî¿ ìî äè - ô³ êîâàíî¿ ìî äåë³ åôåê òèâ íî ãî 3-ð³âíå âî ãî àòî ìà äëÿ LCDM-ìî äåë³ ç íà é îï òè ìàëüí³øè ìè ïà ðà ìåò ðà ìè, îò ðè ìà íè ìè íà îñíîâ³ ñïîñ òå ðå - æåíü êîñì³÷íî¿ îá ñåð âà òîð³¿ Planck 2015 ð. [21] ôëþê òó àö³é òåì ïå ðà - òó ðè òà ïî ëÿ ðè çàö³¿ ðåë³êòî âî ãî âèï ðîì³íþ âàí íÿ íà âñ³õ ãàð ìîí³êàõ (Planck TT, TE, EE+lowP): ô³çè÷í³ ãóñ òè íè áàð³îí³â òà õî ëîä íî¿ òåì íî¿ ìà òåð³¿ W bh2 = 0.02225 ± 0.00016 òà W c h2 = 0.1198 ± 0.0015, ãóñ òè íà åíåðã³¿ êîñ ìî ëîã³÷íî¿ ñòà ëî¿ W L = 0.6844 ± 0.0091, áåç ðîçì³ð íà ñòà ëà Ãàá áëà h = 0.6727 ± 0.0066 (äîâ³ð÷³ ³íòåð âà ëè 1s). Íà éîï òè ìàëüí³ø³ 9 ÌÎËÅÊÓËÈ Â ÐÀÍÍÜÎÌÓ ÂÑÅÑÂ²Ò² Åâî ëþö³ÿ â³äíîñ íèõ êîí öåí òðàö³é êîì ïî íåíò³â ç âîä íåì, äåé òåð³ºì òà ãåë³ºì http://www.astro.ubc.ca/people/scott/recfast.html ** http://www.netlib.org/slatec/src/ddriv1.f âì³ñòè äåé òåð³þ òà ãåë³þ ñòà íîâ ëÿòü Y n np bº 4 He / = 0.24667 ± 0.00014 (nb — êîí öåí òðàö³ÿ áàð³îí³â) òà fD = ( . ). .2614 100 060 0 057 5 - + -× (â ðàì êàõ ñòàí - äàð òíî¿ ìî äåë³ ïåð âèí íî ãî íóê ëå î ñèí òå çó). Òóò ³ íàä àë³ òåì ïå ðà òó ðà ðåë³êòî âî ãî âèï ðîì³íþ âàí íÿ Tcmb = 2.7255 K. Çíà ÷åí íÿ â³äíîñ íèõ êîí - öåí òðàö³é íà ð³çíèõ ÷åð âî íèõ çì³ùåí íÿõ ï³ñëÿ êîñ ìî ëîã³÷íî¿ ðå êîì - á³íàö³¿ ïîä à íî ó òàáë. 2. Áà ÷è ìî, ùî â³äíîñí³ êîí öåí òðàö³¿ H II, D II, He II òà ìî ëå êóë, íå ãà - òèâ íèõ ³îí³â âîä íþ ³ ìî ëå êó ëÿð íèõ ³îí³â íà ÷åð âî íèõ çì³ùåí íÿõ z = 1000, 100 òà 10 ïå ðå âè ùó þòü â³äïîâ³äí³ çíà ÷åí íÿ, îò ðè ìàí³ ó ðî - áîò³ [33], äå âè êî ðèñ òî âó âàâ ñÿ ñïðî ùå íèé îïèñ êîñ ìî ëîã³÷íî¿ ðå êîì - á³ íàö³¿ âîä íþ, äåé òåð³þ òà ãåë³þ. Îö³íè ìî âïëèâ òî÷ íîñò³ ðîç ðà õóí êó êîñ ìî ëîã³÷íî¿ ðå êîìá³íàö³¿ íà êîí öåí òðàö³¿ ïåð âèí íèõ ìî ëå êóë. Äëÿ öüî ãî ïîð³âíÿºìî çíà ÷åí íÿ, îò ðè ìàí³ â ðàì êàõ áà çî âî¿ ìî äèô³êî âà íî¿ ìî äåë³ åôåê òèâ íî ãî 3-ð³âíå - âî ãî àòî ìà äëÿ âîä íþ ³ ãåë³þ, ç îò ðè ìà íè ìè â ðàì êàõ ïî âíî¿ ìî äè - ô³ êîâàíî¿ ìî äåë³ åôåê òèâ íî ãî 3-ð³âíå âî ãî àòî ìà. Ó âè ïàä êó âè êî ðèñ - òàí íÿ ïî âíî¿ ìî äåë³ äëÿ âîä íþ, äåé òåð³þ ³ ãåë³þ â³äíîñí³ êîí öåí òðà - ö³¿ â³äð³çíÿ þòü ñÿ â³ä îò ðè ìà íèõ â ðàì êàõ áà çî âî¿ ìî äåë³ íå á³ëüøå í³æ íà 2 % äëÿ H–, H 2 + , H2 òà HeH+ íà ÷åð âî íèõ çì³ùåí íÿõ â³ä 1000 äî 10 ³ íà 3 % äëÿ ìî ëå êó ëè HD íà ÷åð âî íèõ çì³ùåí íÿõ â³ä 100 äî 10. Ïðè âè - êî ðèñ òàíí³ ïî âíî¿ ìî äåë³ ëè øå äëÿ âîä íþ òà äåé òåð³þ ³ áà çî âî¿ äëÿ ãåë³þ â³äõè ëåí íÿ â³äíîñ íèõ êîí öåí òðàö³é, ÿê ³ ó ïî ïå ðåä íüî ìó âè ïàä - êó, íå ïå ðå âè ùó þòü 2 % äëÿ H–, H 2 + , H2 òà HeH+ ³ 3 % äëÿ HD. ßêùî, íà - âïà êè, ðå êîìá³íàö³þ ãåë³þ îïè ñà òè çà äî ïî ìî ãîþ ïî âíî¿ ìî äåë³, à âîä íþ òà äåé òåð³þ çà äî ïî ìî ãîþ áà çî âî¿, òî â³äõè ëåí íÿ º ì³çåð íè ìè äëÿ âñ³õ ìî ëå êóë, íå ãà òèâ íèõ ³îí³â âîä íþ òà ìî ëå êó ëÿð íèõ ³îí³â íà ÷åð âî íèõ çì³ùåí íÿõ â³ä 1000 äî 10. Äîñë³äè ìî òå ïåð âïëèâ çíà ÷åíü êîñ ìî ëîã³÷íèõ ïà ðà ìåòð³â íà â³ä - íîñí³ êîí öåí òðàö³¿ H–, H 2 + , H2 òà HeH+ ï³ñëÿ êîñ ìî ëîã³÷íî¿ ðå êîì - á³ íàö³¿. Ðîç ãëÿ íå ìî LCDM-ìî äåë³ ç íà é îï òè ìàëüí³øè ìè ïà ðà ìåò ðà - 10 Á. ÍÎÂÎÑßÄËÈÉ, Î. ÑÅÐÃ²ªÍÊÎ, Â. Ì. ØÓËÜÃÀ Êîìïîíåíòè z = 1000 z = 100 z = 10 H I 0.9511 0.9997 0.9998 H II 4.893 × -10 2 2.748 × -10 4 2 003 10 4. × - H– 1.778 × -10 19 1.630 × -10 11 3 076 10 13. × - H2 1.621 × -10 13 5 940 10 7. × - 2 370 10 6. × - H2 + 2125 10 18. × - 1210 10 13. × - 1260 10 13. × - D I 0.9518 0.9998 1.000 D II 4.821 × -10 2 2.127 × -10 4 1.405 × -10 11 HD 3.975 × -10 13 6 343 10 6. × - 4 268 10 5. × - He I 1.000 1.000 1.000 He II 3.854 × -10 19 1.796 × -10 20 1.678 × -10 20 HeH+ 3.138 × -10 20 1.772 × -10 13 1.036 × -10 12 Òàá ëè öÿ 2. Â³äíîñí³ êîí öåí òðàö³¿ àòîì³â, ³îí³â òà ìî ëå êóë íà ÷åð âî íèõ çì³ùåí íÿõ z= 1000, z = 100 òà z = 10 ìè, îò ðè ìà íè ìè íà îñíîâ³: 1) ñïîñ òå ðå æåíü Planck (2015 ð.) ôëþê òó - àö³é òåì ïå ðà òó ðè ðå ë³ê òî âî ãî âèï ðîì³íþ âàí íÿ íà âñ³õ ãàð ìîí³êàõ òà ïî ëÿ ðè çàö³¿ íà íèç ü êèõ ãàð ìîí³êàõ (Planck TT+lowP) [21]: W bh2 = = 0.02222, W c h2 = 0.1197, W L = 0.685, h = 0.6731; 2) ñïîñ òå ðå æåíü Planck (2013 ð.) ôëþê òó àö³é òåì ïå ðà òó ðè ðåë³êòî âî ãî âèï ðîì³íþ âàí - íÿ íà âñ³õ ãàð ìîí³êàõ òà äà íèõ 9-ð³÷íèõ ñïîñ òå ðå æåíü ïî ëÿ ðè çàö³¿ íà íèç ü êèõ ãàð ìîí³êàõ íà êîñì³÷í³é îá ñåð âà òîð³¿ WMAP (Planck+WP) [20]: W bh2 = 0.02205 ± 0.00028, W c h2 = 0.1199 ± 0.0027, W L = 0685 0 016 0 018. . . - + , h = 0.673 ± 0.012 (íå âèç íà ÷å íîñò³ 1s). Â³äõè ëåí íÿ â³äíîñ íèõ êîí öåí - òðàö³é â³ä â³äïîâ³äíèõ çíà ÷åíü â ìî äåë³ ç íà é îï òè ìàëüí³øè ìè ïà ðà - ìåò ðà ìè Planck TT, TE, EE+lowP ñÿ ãà þòü 0.4 % äëÿ H–, H 2 + , H2 ó âè ïàä - êó ìî äåë³ ç ïà ðà ìåò ðà ìè Planck TT+lowP ³ 1.5 % ó âè ïàä êó ìî äåë³ ç ïà - ðà ìåò ðà ìè Planck+WP, äëÿ HeH+ 0.3 % ó âè ïàä êó ìî äåë³ ç ïà ðà ìåò ðà - ìè Planck TT+lowP ³ 1 % ó âè ïàä êó ìî äåë³ ç ïà ðà ìåò ðà ìè Planck +WP íà ÷åð âî íèõ çì³ùåí íÿõ â³ä 1000 äî 10, äëÿ HD âî íè íå ïå ðå âè ùó þòü 0.4 % íà z > 300, 0.125 % íà z > 90 ó âè ïàä êó ìî äåë³ ç ïà ðà ìåò ðà ìè Planck TT+lowP òà 1.5 % íà z > 300, 0.4 % íà z > 60 ó âè ïàä êó ìî äåë³ ç ïà ðà ìåò ðà ìè Planck+WP ³ º ì³çåðíî ìà ëè ìè íà ìåí øèõ ÷åð âî íèõ çì³ ùåííÿõ. Äëÿ ìî äå ëåé ç³ çíà ÷åí íÿ ìè ïà ðà ìåòð³â íà âåðõí³é ³ íè æí³é ìåæ àõ äîâ³ð÷èõ ³íòåð âàë³â 1s çà äà íè ìè Planck TT, TE, EE+lowP â³äõè - ëåí íÿ â³äíîñ íèõ êîí öåí òðàö³é â³ä çíà ÷åíü ó ìî äåë³ ç íà é îï òè ìàëü - í³ øèìè ïà ðà ìåò ðà ìè íà z < 1000 ñÿ ãà þòü 2 % äëÿ H–, H 2 + òà HeH+ ³ 0.6 % äëÿ H2 òà HD. Çíà ÷åí íÿ âì³ñò³â äåé òåð³þ òà ãåë³þ âïëè âà þòü íà â³äíîñí³ êîí öåí - òðàö³¿ íå ãà òèâ íèõ ³îí³â âîä íþ ³ ìî ëå êó ëÿð íèõ ³îí³â òà ìî ëå êóë òà êèì ÷è íîì. Â³äõè ëåí íÿ çíà ÷åíü x ó ìî äåë³ ç íà é îï òè ìàëüí³øè ìè ïà ðà ìåò - ðà ìè Planck TT, TE, EE+lowP, íà é îï òè ìàëüí³øèì âì³ñòîì äåé òåð³þ òà âì³ñòîì ãåë³þ íà âåðõí³é àáî íè æí³é ìåæ³ äîâ³ð÷î ãî ³íòåð âà ëó 1s (Yp = = 0.24743 àáî Yp = 0.24591 [21]) â³ä â³äïîâ³äíèõ çíà ÷åíü â ìî äåë³ ç òèì ñà ìèì íà áî ðîì êîñ ìî ëîã³÷íèõ ïà ðà ìåòð³â òà íà é îï òè ìàëüí³øèì âì³ñ - òîì ãåë³þ ñÿ ãà þòü 0.5 % äëÿ H 2 + íà z < 100, íå á³ëüøå 0.2 % äëÿ H–, H2, HD òà HeH+ íà z < 1000. Ó âè ïàä êó âì³ñòó äåé òåð³þ íà âåðõí³é àáî íè - æí³é ìåæ³ äîâ³ð÷î ãî ³íòåð âà ëó 1s ( fD = 2.801× -10 5 àáî fD= 2.424× -10 5 [21]) òà íà é îï òè ìàëüí³øî ãî âì³ñòó ãåë³þ â³äïîâ³äí³ â³äõè ëåí íÿ º ì³ çåð íèìè äëÿ âñ³õ ìî ëå êóë, íå ãà òèâ íèõ ³îí³â âîä íþ òà ìî ëå êó ëÿð íèõ ³îí³â íà âñüî ìó ïðîì³æêó ÷à ñó â³ä åïî õè êîñ ìî ëîã³÷íî¿ ðå êîìá³íàö³¿ äî ÷åð âî íî ãî çì³ùåí íÿ 10. Äëÿ ìî äå ëåé ç âì³ñòîì ³ äåé òåð³þ, ³ ãåë³þ íà âåðõí³é àáî íè æí³é ìåæ³ äîâ³ð÷î ãî ³íòåð âà ëó 1s â³äõè ëåí íÿ ñÿ ãà - þòü 0.5 % äëÿ H 2 + íà ÷åð âî íèõ çì³ùåí íÿõ ìåí øå 100 òà íå ïå ðå âè ùó - þòü 0.2 % äëÿ ³íøèõ ìî ëå êóë, íå ãà òèâ íèõ ³îí³â âîä íþ òà ìî ëå êó ëÿð - íèõ ³îí³â íà ÷åð âî íèõ çì³ùåí íÿõ ìåí øå 1000. Â³äõè ëåí íÿ â³äíîñ íèõ êîí öåí òðàö³é ó ìî äå ëÿõ ç âì³ñòà ìè äåé òåð³þ òà ãåë³þ ³ êîñ ìî ëîã³÷íè - ìè ïà ðà ìåò ðà ìè íà ìåæ àõ äîâ³ð÷èõ ³íòåð âàë³â 1s â³ä â³äïîâ³äíèõ çíà - ÷åíü ó ìî äåë³ ç óñ³ìà íà é îï òè ìàëü í³øè ìè ïà ðà ìåò ðà ìè ñÿ ãà þòü 2 % äëÿ H–, H 2 + òà HeH+ ³ íå ïå ðå âè ùó þòü 0.6 % äëÿ H2 òà HD íà âñ³õ z â³ä 1000 äî 10. 11 ÌÎËÅÊÓËÈ Â ÐÀÍÍÜÎÌÓ ÂÑÅÑÂ²Ò² Âñ³ ïî ïå ðåäí³ ðîç ðà õóí êè ïðî âå äå íî äëÿ ê³ëüêîñò³ ñî ðò³â íå é òðè - íî N åô = 3. Îäíàê çà äà íè ìè Planck TT, TE, EE+lowP N åô = 2.99 ± 0.20. Ó âè ïàä êó îïòè ìàëü íèõ çíà ÷åíü êîñ ìî ëîã³÷íèõ ïà ðà ìåòð³â òà âì³ñò³â äåé òåð³þ ³ ãåë³þ âïëèâ â³äõè ëåí íÿ îïòè ìàëü íî¿ ê³ëüêîñò³ ñî ðò³â íå é - òðè íî â³ä òðüîõ íà â³äíîñí³ êîí öåí òðàö³¿ íå ïå ðå âè ùóº 0.1 % äëÿ âñ³õ ìî ëå êóë, ìî ëå êó ëÿð íèõ ³îí³â òà íå ãà òèâ íî ãî ³îíó âîä íþ. Ó âè ïàä êó ê³ëü êîñò³ ñî ðò³â íå é òðè íî íà âåðõí³é ÷è íè æí³é ìåæ³ 1s äîâ³ð÷î ãî ³íòåð âà ëó â³äïîâ³äí³ â³äõè ëåí íÿ â³äíîñ íèõ êîí öåí òðàö³é ñÿ ãà þòü 0.3 %. Â³äõè ëåí íÿ â³äíîñ íèõ êîí öåí òðàö³é â ìî äå ëÿõ ç ê³ëüê³ñòþ ñî - ðò³â íå é òðè íî, âì³ñòà ìè äåé òåð³þ òà ãåë³þ ³ êîñ ìî ëîã³÷íè ìè ïà ðà ìåò - ðà ìè íà âåðõí³õ àáî íè æí³õ ìåæ àõ äîâ³ð÷èõ ³íòåð âàë³â 1s â³ä â³äïîâ³ä - íèõ çíà ÷åíü â ìî äåë³ ç íà é îï òè ìàëüí³øè ìè êîñ ìî ëîã³÷íè ìè ïà ðà ìåò - ðà ìè, âì³ñòà ìè äåé òåð³þ òà ãåë³þ ³ N åô = 3 íå ïå ðå âè ùó þòü 2.3 % äëÿ H–, H 2 + òà HeH+ ³ 0.6 % äëÿ H2 òà HD íà âñ³õ ÷åð âî íèõ çì³ùåí íÿõ â³ä 1000 äî 10. Ðîç ãëÿ íå ìî òå ïåð ìî äåë³ ç íå ñòàí äàð òíîþ ê³ëüê³ñòþ ñî ðò³â íå é - òðè íî. Ó âè ïàä êó N åô = 4 (îäèí äî äàò êî âèé ñî ðò íå é òðè íî) â³äõè ëåí íÿ â³äíîñ íèõ êîí öåí òðàö³é â³ä â³äïîâ³äíèõ çíà ÷åíü ó ìî äåë³ ç îïòè ìàëü - íè ìè êîñ ìî ëîã³÷íè ìè ïà ðà ìåò ðà ìè òà âì³ñòà ìè äåé òåð³þ ³ ãåë³þ íå ïå ðå âè ùó þòü 1.2 % äëÿ H–, H 2 + òà HeH+, 1.1 % äëÿ HD ³ 0.65 % äëÿ H2 íà z â³ä 1000 äî 10. Ó âè ïàä êó N åô = 5 (äâà äî äàò êî âèõ ñî ðòè íå é òðè íî) â³äõè ëåí íÿ â³äíîñ íèõ êîí öåí òðàö³é íå ïå ðå âè ùó þòü 2.4 % äëÿ H– ³ H 2 + , 2.3 % äëÿ HeH+, 2.2 % äëÿ HD òà 1.2 % äëÿ H2, à ó âè ïàä êó N åô = 6 (òðè äî äàò êî âèõ ñî ðòè íå é òðè íî) — â³äïîâ³äíî 3.5 % äëÿ H– ³ H 2 + , 3.4 % äëÿ HeH+, 3.2 % äëÿ HD òà 1.8 % äëÿ H2. Îáãî âî ðè ìî òå ïåð, ÿê ìî æå âïëè íó òè íà êîí öåí òðàö³¿ ïåð øèõ ìî - ëå êóë âðà õó âàí íÿ õ³ì³÷íèõ ðå àêö³é, ùî íå âõî äÿòü â ì³í³ìàëü íó ìî - äåëü. Äëÿ ïðè êëà äó ïî ðÿä ç ðå àêö³ÿìè (H5), (H10), (H15), (D8) òà (D10), ùî âèç íà ÷à þòü êîí öåí òðàö³¿ ìî ëå êóë H2 òà HD â ì³í³ìàëüí³é ìî äåë³, ðîç ãëÿ íå ìî òàê³ ðå àêö³¿: — (AH1) H + H H + H + H2 ® (êîåô³ö³ºíò øâèäêîñò³ ðåàêö³¿ ç [6]), — (AH2) H + H + H2 g ® (ïðÿ ìà ôî òî äè ñîö³àö³ÿ, êî åô³ö³ºíò øâèä - êîñò³ ðå àêö³¿ ç [5] äëÿ ñèñ òå ìè Ëàé ìà íà), — (AH3) H + H + H2 g ® (ïðÿ ìà ôî òî äè ñîö³àö³ÿ, êî åô³ö³ºíò øâèä - êîñò³ ðå àêö³¿ ç [5] äëÿ ñèñ òå ìè Âåð íå ðà), — (AH4) H + H + H2 g ® (íå ïðÿ ìà ôî òî äè ñîö³àö³ÿ — ïðî öåñ Ñî ëî - ìî íà, êî åô³ö³ºíò øâèä êîñò³ ðå àêö³¿ ç [6]), — (AD1) HD+ H H + H + D® , (êî åô³ö³ºíò øâèä êîñò³ ðå àêö³¿ ç [6] — ïî àíà ëîã³¿ ç [10] ìè âè êî ðèñ òî âóºìî äëÿ öüî ãî ïðî öå ñó êî åô³ö³ºíò øâèä êîñò³ ðå àêö³¿ (AH1)), — (AD2) HD+ H + Dg ® , (ïðÿ ìà ôî òî äè ñîö³àö³ÿ, êî åô³ö³ºíò øâèä êîñò³ ðå àêö³¿ ç [5] äëÿ ñèñ òå ìè Ëàé ìà íà), — (AD3) HD+ H + Dg ® ïðÿ ìà ôî òî äè ñîö³àö³ÿ, êî åô³ö³ºíò øâèä - êîñò³ ðå àêö³¿ ç [5] äëÿ ñèñ òå ìè Âåð íå ðà). 12 Á. ÍÎÂÎÑßÄËÈÉ, Î. ÑÅÐÃ²ªÍÊÎ, Â. Ì. ØÓËÜÃÀ Âíåñ êè öèõ ðå àêö³é â øâèäê³ñòü çì³íè êîí öåí òðàö³é H2 òà HD ç ÷åð âî íèì çì³ùåí íÿì íà âå äåíî â òàáë. 3. Áà ÷è ìî, ùî âíåñ êè ðå àêö³é (H10) ³ (H15) ïå ðå âè ùó þòü âíåñ êè ðå àêö³é (AH1)—(AH4), à âíåñ êè ðå - àêö³é (D8) ³ (D10) — âíåñ êè ðå àêö³é (AD1)—(AD3) íà âñ³õ ÷åð âî íèõ çì³ùåí íÿõ â³ä 1000 äî 500. Îäíàê ðå àêö³¿ (H10) ³ (H15) º ïðî òè ëåæ íè - ìè, òàê ñà ìî ÿê ³ ðå àêö³¿ (D8) ³ (D10), òîá òî øâèäê³ñòü çá³ëüøåí íÿ êîí - öåí òðàö³é H2 òà HD âèç íà ÷àºòüñÿ ð³çíè öÿ ìè (H10) – (H15) òà (D8) – (D10) â³äïîâ³äíî (äëÿ H2 çá³ëüøåí íÿ êîí öåí òðàö³¿ ïðè ñêî ðþºòüñÿ äî - äàò êî âî ðå àêö³ÿìè (H5) ³ (D10) òà ñïîâ³ëüíþºòüñÿ ðå àêö³ºþ (D8)). ×å - ðåç íèç ü êó òåì ïå ðà òó ðó ðåë³êòî âî ãî âèï ðîì³íþ âàí íÿ âíå ñîê ôî òî äè - ñîö³àö³¿ H2 íà z = 1000 íå ïå ðå âè ùóº 0.25 % ñó ìè âíåñê³â ðå àêö³é (H5) + (H10) – (H15) – (D8) + (D10), à âíå ñîê ôî òî äè ñîö³àö³¿ HD íå ïå ðå âè - ùóº 0.2 % ð³çíèö³ âíåñê³â ðå àêö³é (D8) – (D10). Âíåñ êè ôî òî äè ñîö³àö³¿ çìåí øó þòü ñÿ ç³ çìåí øåí íÿì z. Òà êèì ÷è íîì, ôî òî äè ñîö³àö³ºþ ìî ëå êóë H2 òà HD ìîæ íà çíåõ òó - âà òè íà ÷åð âî íèõ çì³ùåí íÿõ, ìåí øèõ çà 1000. Íà z = 1000 âíå ñîê ðå - àêö³¿ (AH1) ñòà íî âèòü áëèçü êî 55 % ñó ìè âíåñê³â (H5) + (H10) – (H15) – (D8) + (D10), à âíå ñîê ðå àêö³¿ (AD1) — 55 % ð³çíèö³ âíåñê³â (D8) – (D10). Îòæå, íà ÷åð âî íî ìó çì³ùåíí³ 1000 âðà õó âàí íÿ ðå àêö³é (AH1) ³ (AD1) ñïîâ³ëüíèòü ôîð ìó âàí íÿ ìî ëå êóë H2 òà HD ïðè áëèç íî ó äâà ðàçè. Íà z = 900 âíåñ êè ðå àêö³é (AH1) ³ (AD1) íå ïå ðå âè ùó þòü 15 %, à íà z = 800 — 2 % ñó ìè âíåñê³â (H5) + (H10) – (H15) – (D8) + (D10) òà ð³çíèö³ âíåñê³â (D8) – (D10) â³äïîâ³äíî. Âæå íà z = 700 âíåñ êè ðå àêö³é (AH1) ³ (AD1) º ì³çåðíè ìè. 13 ÌÎËÅÊÓËÈ Â ÐÀÍÍÜÎÌÓ ÂÑÅÑÂ²Ò² Ðåàêö³¿ z = 1000 z = 900 z = 800 z = 700 z = 600 z = 500 (H5) 3.3283 × -10 26 8.3908 × -10 27 2.2116 × -10 27 9.5927 × -10 28 6.3109 × -10 28 5.7183 × -10 28 (H10) 2.4427 × -10 25 1.1466 × -10 25 6.8675 × -10 26 9.0506 × -10 26 2.8233 × -10 25 2.5080 × -10 24 (H15) 2.0023 × -10 25 3.8589 × -10 26 4.3035 × -10 27 4.9211 × -10 28 6.1995 × -10 29 1.0471 × -10 29 (D8) 8.0983 × -10 26 3.6709 × -10 26 1.1987 × -10 26 5.5183 × -10 27 4.5474 × -10 27 1.1214 × -10 26 (D10) 8.0978 × -10 26 3.6704 × -10 26 1.1982 × -10 26 5.5117 × -10 27 4.5267 × -10 27 1.1025 × -10 26 (AH1) 4.2816 × -10 26 1.1225 × -10 26 1.1609 × -10 27 5.0826 × -10 29 9.3180 × -10 31 6.8023 × -10 33 (AH2) 1.5708 × -10 30 5.6162 × -10 33 2.7681 × -10 36 1.2587 × -10 40 2.4497 × -10 46 5.2153 × -10 54 (AH3) 4.6770 × -10 31 1.3254 × -10 33 4.8805 × -10 37 1.5233 × -10 41 1.7918 × -10 47 1.8805 × -10 55 (AH4) 1.7650 × -10 28 1.2925 × -10 30 1.5086 × -10 33 1.9160 × -10 37 1.2631 × -10 42 1.0332 × -10 49 (AD1) 2.7444 × -10 30 7.3146 × -10 31 7.7265 × -10 32 3.4757 × -10 33 6.5943 × -10 35 5.0173 × -10 37 (AD2) 8.3736 × -10 33 5.3323 × -10 35 5.4243 × -10 38 6.2807 × -10 42 4.2604 × -10 47 5.2039 × -10 54 (AD3) 5.2459 × -10 34 2.1056 × -10 36 1.1984 × -10 39 6.5459 × -10 44 1.6204 × -10 49 4.7849 × -10 57 Òàá ëè öÿ 3. Âíåñ êè õ³ì³÷íèõ ðå àêö³é (s-1) ç òàá ë. 1 òà äî äàò êî âèõ ðå àêö³é, ùî íå âõî äÿòü ó ì³í³ìàëü íó ìî äåëü, ó çì³íó êîí öåí òðàö³¿ ìî ëå êóë H2 ³ HD ç ÷åð âî íèì çì³ùåí íÿì. Äëÿ ç³òêíþ âàëü íèõ ïðî öåñ³â: k x xij i j , äëÿ ðàä³àö³éíèõ ïðî öåñ³â: k xi ig . Âíåñ êè ðå àêö³é äëÿ HD ïî ìíî æåíî íà fD ÂÈÑÍÎÂÊÈ Îá÷èñ ëåí íÿ â³äíîñ íèõ êîí öåí òðàö³é ïåð øèõ ìî ëå êóë íà îñíîâ³ ìî - äèô³êî âà íî¿ ìî äåë³ åôåê òèâ íî ãî 3-ð³âíå âî ãî àòî ìà âîä íþ òà ãåë³þ äëÿ êîñ ìî ëîã³÷íî¿ ðå êîìá³íàö³¿ òà ì³í³ìàëü íî¿ ìî äåë³ äëÿ ê³íå òè êè õ³ì³÷íèõ ðå àêö³é â åïî õó Òåì íèõ â³ê³â ïî êà çà ëè, ùî â ðàí íüî ìó Âñåñâ³ò³ ñôîð ìó âà ëî ñÿ íàéá³ëüøå ìî ëå êóë H2. Íà z = 10 â³äíîñ íà êîí - öåí òðàö³ÿ H2 ïå ðå âè ùóº â³äíîñí³ êîí öåí òðàö³¿ H 2 + òà HeH+ ó 107 ðàç³â, H– — ó 106 ðàç³â, HD — ó 103 ðàç³â. Íå òî÷ íîñò³ â ðîç ðà õóí êó êîñ ìî ëîã³÷íî¿ ðå êîìá³íàö³¿ ïðè çâî äÿòü äî ïî õè áîê çíà ÷åíü â³äíîñ íèõ êîí öåí òðàö³é ìî ëå êóë, íå ãà òèâ íèõ ³îí³â âîä íþ òà ìî ëå êó ëÿð íèõ ³îí³â, ùî íå ïå ðå âè ùó þòü 2-3 %, ïðî òå º ñóì³ðíè ìè ç ïî õèá êà ìè, âèê ëè êà íè ìè íå òî÷ íîñ òÿ ìè çíà ÷åíü êîñ ìî - ëîã³÷íèõ ïà ðà ìåòð³â (äî 2 %). Íàé âàæ ëèâ³øèì º òî÷ íèé îïèñ ðå - êîìá³íàö³¿ âîä íþ òà äåé òåð³þ. Âïëèâ íå òî÷ íîñ òåé âèç íà ÷åí íÿ ê³ëüêîñò³ ñî ðò³â íå é òðè íî, à òà êîæ âì³ñò³â äåé òåð³þ òà ãåë³þ ç äà íèõ Êîñì³÷íî¿ îá ñåð âà òîð³¿ Planck º íåñóòòºâèì (ïîõèáêè â³äíîñíèõ êîíöåíòðàö³é íå ïå ðå âè ùó þòü 0.5 %). Ï³ñëÿ çàê³í÷åí íÿ åïî õè Òåì íèõ â³ê³â òà ïî ÷àò êó Êîñì³÷íî ãî ñâ³òàí êó (z < 30) íå îáõ³äíî âðà õî âó âà òè ðå³îí³çàö³þ ñå ðå äî âè ùà, ïðî - òå íå âèç íà ÷å íîñò³ òå î ðå òè÷ íî ãî îïè ñó öüî ãî ïðî öå ñó íå äîç âî ëÿ þòü îò ðè ìà òè äîñ òàò íüî òî÷í³ êîí öåí òðàö³¿ ³îí³â òà ïåð âèí íèõ ìî ëå êóë. ÄÎÄÀÒÎÊ ÊÎÍ ÖÅÍ ÒÐÀÖ²¯ ÌÎ ËÅ ÊÓË ÍÀ ÑÒÀÄ²¯ Ð²ÂÍÎ ÂÀÆ ÍÎ¯ ÐÅ ÊÎÌÁ²ÍÀÖ²¯ Íà ñòàä³¿ ð³âíî âàæ íî¿ ðå êîìá³íàö³¿ âîä íþ, äåé òåð³þ òà ãåë³þ ç ð³âíÿíü (1) çà óìî âè dx dti / = 0 îò ðè ìóºòüñÿ ñèñ òå ìà àë ãåá ðà¿ ÷íèõ ð³âíÿíü äëÿ â³äíîñ íèõ êîí öåí òðàö³é ìî ëå êóë, íå ãà òèâ íèõ ³îí³â âîä íþ ³ ìî ëå êó - ëÿð íèõ ³îí³â. ¯¿ ìîæ íà ë³íå à ðè çó âà òè, ïðè é ìà þ ÷è, ùî xH II , xD II òà xHeII — öå âå ëè ÷è íè íóëü î âî ãî ïî ðÿä êó, à x H - , x H 2 + , xH 2 , xHD òà x HeH + — ïåð - øî ãî ïî ðÿä êó ìà ëîñò³. Ç ë³í³éíî¿ ñèñ òå ìè ð³âíÿíü îò ðè ìó þòü ñÿ ðîç - â'ÿç êè: x N DHeH HeH HeH + + + = 0 , N k n x x HeH HeI H II H H II HeII+ = -0 1( ), D k n x k k n x HeH HeI H II H H II HeH HeH H I H H II+ + += + + - g ( )1 , x N DH H H - - - = 0 , N k x x x f x f neH H I H II H II D II D HeII He H- = - + +0 1( )( ) , D k k x n k x n H H H H I H II H H H II H II H- - - -= + - + g ( )1 , 14 Á. ÍÎÂÎÑßÄËÈÉ, Î. ÑÅÐÃ²ªÍÊÎ, Â. Ì. ØÓËÜÃÀ x N N x DH H H H H H 2 2 2 2 0 + + + - - + = + , x N D N N D D x N N D D H H H H H H H H H H H H H H 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 0 = + + - + + + - + - + + H 2 + , N k x x n H H I H II H II H II H 2 0 1+ = - +( ) + - -+ + +( ( ) ) /k x k x f n N D HeH H I H II H I H II H II He H HeH HeH 1 0 , N k k x H H H H II H I H II H II 2 2 2+ - = - -(( ) - - - k k x f k n N D k x nH I H II D II H D II D HDH II H H H H H I H II H II2 2 2 / ) / H , D k x n k k x n H H I H II H II H H H H I H II H 2 2 2 2 1+ + += + + - - g ( ) - - -(( ) / )k k x k k x f k nH H II H I H II H II H I H II D II H D II D HDH II2 2 2 H H H HN D 2 2 2 + / , N k xH H H H I H II2 1 - -= -( ), N k xH H H H I H II2 2 2 1 + += -( ), D k xH H H II H II2 2 = , x k x k x xHD D II H D II HDH II H II H= 2 2 . Ðî áîòó âè êî íàíî â ðàì êàõ ïðî åê òó Ì³í³ñòå ðñòâà îñâ³òè ³ íà óêè Óê - ðà¿ íè «Äè íàì³êà, åâî ëþö³éí³ òà ô³çè÷í³ åôåê òè ó ôîð ìó âàíí³ ñòðóê òó - ðè Âñåñâ³òó, çà ëèø êàõ íàä íî âèõ ³ ò³ñíèõ ïîäâ³éíèõ çî ðÿ íèõ ñèñ òå ìàõ ç ðå ëÿ òèâ³ñòñüêèì êîì ïî íåí òîì» (äåð æàâ íèé ðåºñòðàö³éíèé íîìåð 0116U001544). 1. Íî âî ñÿä ëèé Á. Ôîð ìó âàí íÿ âå ëè êî ìàñ øòàá íî¿ ñòðóê òó ðè Âñåñâ³òó: òå îð³ÿ ³ ñïîñ òå ðå æåí íÿ // Æóðí. ô³ç. äîñë.—2007.—11.—Ñ. 226—257. 2. Ali-Haimoud Y., Hirata C. M. HyRec: A fast and highly accurate primordial hydrogen and helium recombination code // Phys. Rev. D.—2011.—83, N 4.—043513. 3. Alizadeh E., Hirata C. M. Molecular hydrogen in the cosmic recombination epoch // Phys. Rev. D.—2011.—84, N 8.—083011 (14 p.). 4. Chluba J., Thomas R. M. Towards a complete treatment of the cosmological recombination problem // Mon. Notic. Roy. Astron. Soc.—2011.—412.—P. 748— 764. 5. Coppola C. M., Diomede P., Longo S., Capitelli M. H2 and HD direct photodissociation in the chemistry of the primordial Universe // Astrophys. J.—2011.—727.—37. 6. Coppola C. M., Longo S., Capitelli M., Palla F., Galli D. Vibrational level population of H2 and H2 + in the early universe // Astrophys. J. Suppl. Ser.—2011.—193.—7. 7. Fields B. D., Molaro P., Sarkar S. Big-bang nucleosynthesis // Chin. Phys. C.—2014.— 38.—P. 339—344. 8. Galli D., Palla F. The chem is try of the early Uni verse // Astron. and Astrophys.— 1998.—335.—P. 403—420. 9. Galli D., Palla F. The dawn of chem is try // Ann. Rev. Astron. and Astrophys.—2013.— 51.—P. 163—206. 10. Glover S. C. O., Abel T. Un cer tain ties in H2 and HD chem is try and cool ing and their role in early struc ture for ma tion // Mon. Notic. Roy. Astron. Soc.—2008.—388.— P. 1627—1651. 15 ÌÎËÅÊÓËÈ Â ÐÀÍÍÜÎÌÓ ÂÑÅÑÂ²Ò² 11. Glover S. C. O., Savin D. W. Is H3 + cool ing ever im por tant in pri mor dial gas? // Mon. Notic. Roy. Astron. Soc.—2009.—393.—P. 911—948. 12. Hirata C. M., Padmanabhan N. Cos mo log i cal pro duc tion of H2 be fore the for ma tion of the first gal ax ies // Mon. Notic. Roy. Astron. Soc.—2006.—372.—P. 1175—1186. 13. Izotov Y. I., Kolesnik I. G. Ki net ics of H2 for ma tion in the pri mor dial gas // Sov. As tron - omy.—1984.—28.—P. 15—21. 14. Kholupenko E. E., Ivanchik A. V., Varshalovich D. A. Rapid He II ® He I re com bi na - tion and ra di a tion aris ing from this pro cess // Mon. Notic. Roy. Astron. Soc.— 2007.—378.—P. L39—L43. 15. Lepp S., Shull J. M. Mol e cules in the early uni verse // Astrophys. J.—1984.—280.— P. 465—469. 16. Lepp S., Stancil P. C., Dalgarno A. Top i cal re view: Atomic and mo lec u lar pro cesses in the early Uni verse // J. Phys. B.—2002.—35.—P. R57—R80. 17. Novosyadlyj B. Per tur ba tions of ion iza tion frac tions at the cos mo log i cal re com bi na tion ep och // Mon. Not. Roy. Astron. Soc.—2006.—370.—P. 1771—1782. 18. Peebles P. J. E. Re com bi na tion of the pri me val plasma // Astrophys. J.—1968.— 153.—P. 1. 19. Pfenniger D., Puy D. Pos si ble flakes of mo lec u lar hy dro gen in the early Uni verse // Astron. and Astrophys.—2003.—398.—P. 447—454. 20. Planck Col lab o ra tion Planck 2013 re sults. XVI. Cos mo log i cal pa ram e ters // Astron. and Astrophys.—2014.—571.—A16. 21. Planck Col lab o ra tion Planck 2015 re sults. XIII. Cos mo log i cal pa ram e ters // Astron. and Astrophys.—2016.—594.—A13. 22. Puy D., Alecian G., Le Bourlot J., et al. For ma tion of pri mor dial mol e cules and ther mal bal ance in the early uni verse // Astron. and Astrophys.—1993.—267.—P. 337— 346. 23. Puy D., Si gnore M. Pri mor dial mol e cules in the early cloud for ma tion // Astron. and Astrophys.—1996.—305.—P. 371. 24. Puy D., Si gnore M. Mo lec u lar cool ing of a col laps ing protocloud // New Astron.— 1997.—2.—P. 299—308. 25. Puy D., Si gnore M. Pri mor dial chem is try // New Astron. Rev.—1999.—43.—P. 223— 241. 26. Puy D., Si gnore M. Pri mor dial chem is try from mol e cules to sec ond ary cos mic mi cro - wave back ground anisotropies // New Astron. Rev.—2007.—51.—P. 411—416. 27. Rubino-Mar tin J. A., Chluba J., Fendt W. A., Wandelt B. D. Es ti mat ing the im pact of re - com bi na tion un cer tain ties on the cos mo log i cal pa ram e ter con straints from cos mic mi cro wave back ground ex per i ments // Mon. Notic. Roy. Astron. Soc.—2010.— 403.—P. 439—452. 28. Schleicher D. R. G., Galli D., Palla F., et al. Ef fects of pri mor dial chem is try on the cos - mic mi cro wave back ground // Astron. and Astrophys.—2008.—490.—P. 521—535. 29. Scott D., Moss A. Mat ter tem per a ture dur ing cos mo log i cal re com bi na tion // Mon. Notic. Roy. Astron. Soc.—2009.—397.—P. 445—446. 30. Seager S., Sasselov D. D., Scott D. A new cal cu la tion of the re com bi na tion ep och // Astrophys. J.—1999.—523.—P. L1—L5. 31. Seager S., Sasselov D. D., Scott D. How ex actly did the Uni verse be come neu tral? // Astrophys. J. Suppl. Ser.—2000.—128.—P. 407—430. 32. Stancil P. C., Lepp S., Dalgarno A. The Deu te rium chem is try of the early Uni verse // Astrophys. J.—1998.—509.—P. 1—10. 33. Vonlanthen P., Rauscher T., Winteler C., et al. Chem is try of heavy el e ments in the Dark Ages // Astron. and Astrophys.—2009.—503.—P. 47—59. 34. Wong W. Y., Moss A., Scott D. How well do we un der stand cos mo log i cal re com bi na - tion? // Mon. Notic. Roy. Astron. Soc.—2008.—386.—P. 1023—1028. Ñòàòüÿ ïîñòóïèëà â ðåäàêöèþ 21.12.16 16 Á. ÍÎÂÎÑßÄËÈÉ, Î. ÑÅÐÃ²ªÍÊÎ, Â. Ì. ØÓËÜÃÀ

Молекули в ранньому Всесвіті

Institution

Similar Items