Abstract
We review the current state of empirical knowledge of the total budget of baryonic matter in the Universe as observed since the epoch of reionization. Our summary examines on three milestone redshifts since the reionization of H in the IGM, z = 3, 1, and 0, with emphasis on the endpoints. We review the observational techniques used to discover and characterize the phases of baryons. In the spirit of the meeting, the level is aimed at a diverse and non-expert audience and additional attention is given to describe how space missions expected to launch within the next decade will impact this scientific field.
This is a preview of subscription content, log in via an institution to check access.
Access this chapter
Tax calculation will be finalised at checkout
Purchases are for personal use only
Preview
Unable to display preview. Download preview PDF.
References
Adelman-McCarthy, J. K., et al. 2007, ApJS, 172, 634
Aguirre, A., Hernquist, L., Schaye, J., Weinberg, D. H., Katz, N., & Gardner, J. 2001, ApJ, 560, 599
Allen, S. W., Rapetti, D. A., Schmidt, R. W., Ebeling, H., Morris, R. G., & Fabian, A. C. 2008, MNRAS, 383, 879
Appleton, P. N., Xu, K. C., Reach, W., Dopita, M. A., Gao, Y., Lu, N., Popescu, C. C., Sulentic, J. W., Tuffs, R. J., & Yun,M. S. 2006, ApJl, 639, L51
Becker, G. D., Rauch, M., & Sargent, W. L. W. 2007, ApJ, 662, 72
Bergeron, J., & Herbert-Fort, S. 2005, in IAU Colloq. 199: Probing Galaxies through Quasar Absorption Lines, ed. P. Williams, C.-G. Shu, & B. Menard, 265–280
Bernstein, R., Shectman, S. A., Gunnels, S. M., Mochnacki, S., & Athey, A. E. 2003, in Instrument Design and Performance for Optical/Infrared Ground-based Telescopes, eds. M. Iye, A.F.M. Moorwood, Proceedings of the SPIE, Vol. 4841, 2003, 1694–1704
Bertone, S., Schaye, J., & Dolag, K. 2008, Space Science Reviews, 134, 295
Blanton, M. R., et al. 2003, ApJ, 592, 819
Boesgaard, A. M., Stephens, A., & Deliyannis, C. P. 2005, ApJ, 633, 398
Bolton, J. S., Haehnelt, M. G., Viel, M., & Springel, V. 2005, MNRAS, 357, 1178
Bouché, N., Gardner, J. P., Katz, N., Weinberg, D. H., Davé, R., & Lowenthal, J. D. 2005, ApJ, 628, 89
Bouché, N., Lehnert, M. D., & Péroux, C. 2006, MNRAS, 367, L16
Bregman, J. N. 2007, ARAA, 45, 221
Briggs, F. H., & Wolfe, A. M. 1983, ApJ, 268, 76
Bryan, G. L., Machacek, M., Anninos, P., & Norman, M. L. 1999, ApJ, 517, 13
Burles, S., & Tytler, D. 1998, ApJ, 507, 732
Cen, R., & Fang, T. 2006, ApJ, 650, 573
Cen, R., & Ostriker, J. P. 1999, ApJ, 514, 1
Chapman, S. C., Blain, A. W., Smail, I., & Ivison, R. J. 2005, ApJ, 622, 772
Chelouche, D., Ménard, B., Bowen, D. V., & Gnat, O. 2007, ArXiv e-prints, 706
Chen, H.-W., Prochaska, J. X., Bloom, J. S., & Thompson, I. B. 2005, ApJl, 634, L25
Chen, H.-W., Prochaska, J. X., & Gnedin, N. Y. 2007, ApJl, 667, L125
Cole, S., et al. 2001, MNRAS, 326, 255
Cooke, J., Wolfe, A. M., Gawiser, E., & Prochaska, J. X. 2006, ApJl, 636, L9
Cooksey, K. L., Prochaska, J. X., Chen, H.-W., Mulchaey, J. S., & Weiner, B. J. 2008, ApJ, 676, 262
Cui, J., Bechtold, J., Ge, J., & Meyer, D. M. 2005, ApJ, 633, 649
Danforth, C. W., & Shull, J. M. 2005, ApJ, 624, 555
Danforth, C. W., & Shull, J. M. 2007, ArXiv e-prints, 709
Danforth, C. W., Shull, J. M., Rosenberg, J. L., & Stocke, J. T. 2006, ApJ, 640, 716
Davé, R. 2008, MNRAS, 385, 147
Davé, R., Cen, R., Ostriker, J. P., Bryan, G. L., Hernquist, L., Katz, N., Weinberg, D. H., Norman, M. L., & O’Shea, B. 2001, ApJ, 552, 473
Davé, R., Hernquist, L., Katz, N., & Weinberg, D. H. 1999, ApJ, 511, 521
Davé, R., & Tripp, T. M. 2001, ApJ, 553, 528
Dekel, A., & Birnboim, Y. 2006, MNRAS, 368, 2
Devereux, N. A., & Young, J. S. 1990, ApJ, 359, 42
Draine, B. T. 2006, in Astronomical Society of the Pacific Conference Series, Vol. 348, Astrophysics in the Far Ultraviolet: Five Years of Discovery with FUSE, eds. G. Sonneborn, H. W. Moos, & B.-G. Andersson, 58–+
Dunkley, J., et al. 2008, ArXiv e-prints, 803
Ellison, S. L., Yan, L., Hook, I. M., Pettini, M., Wall, J. V., & Shaver, P. 2001, A & A, 379, 393
Fall, S. M., & Pei, Y. C. 1993, ApJ, 402, 479
Fan, X., Carilli, C. L., & Keating, B. 2006, ARAA, 44, 415
Fang, T., Marshall, H. L., Lee, J. C., Davis, D. S., & Canizares, C. R. 2002, ApJl, 572, L127
Fardal, M. A., Giroux, M. L., & Shull, J. M. 1998, AJ, 115, 2206
Faucher-Giguere, C., Prochaska, J. X., Lidz, A., Hernquist, L., & Zaldarriaga, M. 2007, ArXiv e-prints, 709
Fontana, A., et al. 2006, A & A, 459, 745
Fox, A. J., Petitjean, P., Ledoux, C., & Srianand, R. 2007, A & A, 465, 171
Fukugita, M. 2004, in IAU Symposium, Vol. 220, Dark Matter in Galaxies, eds. S. Ryder, D. Pisano, M. Walker, & K. Freeman, 227–+
Fukugita, M., Hogan, C. J., & Peebles, P. J. E. 1998, ApJ, 503, 518
Ganguly, R., Cen, R., Fang, T., & Sembach, K. 2008, ArXiv e-prints, 803
Gardner, J. P., Katz, N., Hernquist, L., & Weinberg, D. H. 2001, ApJ, 559, 131
Gawiser, E., et al. 2007, ApJ, 671, 278
Ge, J., & Bechtold, J. 1997, ApJl, 477, L73+
Giovanelli, R., et al. 2005, AJ, 130, 2598
Gnat, O., & Sternberg, A. 2007, ApJS, 168, 213
Haardt, F., & Madau, P. 1996, ApJ, 461, 20
Ho, S., Hirata, C. M., Padmanabhan, N., Seljak, U., & Bahcall, N. 2008, ArXiv e-prints, 801
Hoopes, C. G., Sembach, K. R., Heckman, T. M., Meurer, G. R., Aloisi, A., Calzetti, D., Leitherer, C., & Martin, C. L. 2004, ApJ, 612, 825
Hopkins, A. M., Rao, S. M., & Turnshek, D. A. 2005, ApJ, 630, 108
Hopkins, P. F., Richards, G. T., & Hernquist, L. 2007, ApJ, 654, 731
Hu, E. M., Kim, T.-S., Cowie, L. L., Songaila, A., & Rauch, M. 1995, AJ, 110, 1526
Jedamzik, K. 2004, PhRD, 70, 083510
Jena, T., Norman, M. L., Tytler, D., Kirkman, D., Suzuki, N., Chapman, A., Melis, C., Paschos, P., O’Shea, B., So, G., Lubin, D., Lin, W.-C., Reimers, D., Janknecht, E., & Fechner, C. 2005, MNRAS, 361, 70
Jenkins, A., Frenk, C. S., White, S. D. M., Colberg, J. M., Cole, S., Evrard, A. E., Couchman, H. M. P., & Yoshida, N. 2001, MNRAS, 321, 372
Jenkins, E. B., Tripp, T. M., Woźniak, P. R., Sofia, U. J., & Sonneborn, G. 1999, ApJ, 520, 182
Jorgenson, R. A., Wolfe, A. M., Prochaska, J. X., Lu, L., Howk, J. C., Cooke, J., Gawiser, E., & Gelino, D. M. 2006, ApJ, 646, 730
Kaastra, J. S., Werner, N., Herder, J. W. A. d., Paerels, F. B. S., de Plaa, J., Rasmussen, A. P., & de Vries, C. P. 2006, ApJ, 652, 189
Kanekar, N., & Chengalur, J. N. 2003, A & A, 399, 857
Kauffmann, G., et al. 2003, MNRAS, 341, 33
Kawata, D., & Rauch, M. 2007, ApJ, 663, 38
Keres, D., Yun, M. S., & Young, J. S. 2003, ApJ, 582, 659
Kereš, D., Katz, N., Weinberg, D. H., & Davé, R. 2005, MNRAS, 363, 2
Kim, T.-S., Bolton, J. S., Viel, M., Haehnelt, M. G., & Carswell, R. F. 2007, MNRAS, 382, 1657
Kim, T.-S., Carswell, R. F., Cristiani, S., D’Odorico, S., & Giallongo, E. 2002, MNRAS, 335, 555
Kirkman, D., & Tytler, D. 1997, ApJ, 484, 672
Kirkman, D., Tytler, D., Suzuki, N., O’Meara, J. M., & Lubin, D. 2003, ApJS, 149, 1
Kohler, K., & Gnedin, N. Y. 2007, ApJ, 655, 685
Korn, A. J., Grundahl, F., Richard, O., Barklem, P. S., Mashonkina, L., Collet, R., Piskunov, N., & Gustafsson, B. 2006, Nature, 442, 657
Kriek, M., et al. 2006, ApJl, 649, L71
Kriss, G. A., et al. 2001, Science, 293, 1112
Lah, P., et al. 2007, MNRAS, 376, 1357
Le Floc’h, E., et al. 2003, A & A, 400, 499
Ledoux, C., Petitjean, P., & Srianand, R. 2003, MNRAS, 346, 209
Lehner, N., Savage, B. D., Richter, P., Sembach, K. R., Tripp, T. M., & Wakker, B. P. 2007, ApJ, 658, 680
Linsky, J. L., et al. 2006, ApJ, 647, 1106
McDonald, P., et al. 2006, ApJS, 163, 80
Meiksin, A., & White, M. 2003, MNRAS, 342, 1205
Meiksin, A. A. 2007, ArXiv e-prints, 711
Meyer, M. J., et al. 2004, MNRAS, 350, 1195
Miralda-Escudé, J., Cen, R., Ostriker, J. P., & Rauch, M. 1996, ApJ, 471, 582
Moos, H. W., et al. 2002, ApJS, 140, 3
Mulchaey, J. S., Davis, D. S., Mushotzky, R. F., & Burstein, D. 1996, ApJ, 456, 80
Murphy, M. T., & Liske, J. 2004, MNRAS, 354, L31
Nagamine, K., Wolfe, A. M., Hernquist, L., & Springel, V. 2007, ApJ, 660, 945
Netterfield, C. B., et al. 2002, ApJ, 571, 604
Nicastro, F., Mathur, S., Elvis, M., Drake, J., Fang, T., Fruscione, A., Krongold, Y., Marshall, H., Williams, R., & Zezas, A. 2005, Nature, 433, 495
Noterdaeme, P., Ledoux, C., Petitjean, P., & Srianand, R. 2008, ArXiv e-prints, 801
Ogle, P., Antonucci, R., Appleton, P. N., & Whysong, D. 2007, ApJ, 668, 699
O’Meara, J. M., Burles, S., Prochaska, J. X., Prochter, G. E., Bernstein, R. A., & Burgess, K. M. 2006, ApJl, 649, L61
O’Meara, J. M., Prochaska, J. X., Burles, S., Prochter, G., Bernstein, R. A., & Burgess, K. M. 2007, ApJ, 656, 666
Ostriker, J. P., & Heisler, J. 1984, ApJ, 278, 1
Paschos, P., Jena, T., Tytler, D., Kirkman, D., & Norman, M. L. 2008, ArXiv e-prints, 802
Peimbert, M., Luridiana, V., & Peimbert, A. 2007, ApJ, 666, 636
Penton, S. V., Stocke, J. T., & Shull, J. M. 2002, ApJ, 565, 720
Penton, S.V., Stocke, J.T., & Shull, J.M. 2004, ApJS, 152, 29
Péroux, C., Dessauges-Zavadsky, M., D’Odorico, S., Kim, T.-S., & McMahon, R. G. 2003a, MNRAS, 345, 480
Peroux, C., Dessauges-Zavadsky, M., D’odorico, S., Kim, T.S., & McMahon, R.G. 2007, MNRAS, 382, 177
Péroux, C., McMahon, R. G., Storrie-Lombardi, L. J., & Irwin, M. J. 2003b, MNRAS, 346, 1103
Petitjean, P., Srianand, R., & Ledoux, C. 2000, A & A, 364, L26
Petitjean, P., Webb, J. K., Rauch, M., Carswell, R. F., & Lanzetta, K. 1993, MNRAS, 262, 499
Pettini, M., Smith, L. J., Hunstead, R. W., & King, D. L. 1994, ApJ, 426, 79
Prochaska, J. X. 1999, ApJl, 511, L71
Prochaska, J. X., & Burles, S. M. 1999, AJ, 117, 1957
Prochaska, J. X., Chen, H.-W., Howk, J. C., Weiner, B. J., & Mulchaey, J. 2004, ApJ, 617, 718
Prochaska, J. X., Gawiser, E., Wolfe, A. M., Castro, S., & Djorgovski, S. G. 2003, ApJl, 595, L9
Prochaska, J. X., Herbert-Fort, S., & Wolfe, A. M. 2005a, ApJ, 635, 123
Prochaska, J. X., O’Meara, J. M., Herbert-Fort, S., Burles, S., Prochter, G. E., & Bernstein, R. A. 2006a, ApJl, 648, L97
Prochaska, J. X., Tripp, T. M., & Howk, J. C. 2005b, ApJl, 620, L39
Prochaska, J. X., Weiner, B. J., Chen, H.-W., & Mulchaey, J. S. 2006b, ApJ, 643, 680
Rao, S. M., Turnshek, D. A., & Nestor, D. B. 2006, ApJ, 636, 610
Rasmussen, A. P., Kahn, S. M., Paerels, F., Herder, J. W. d., Kaastra, J., & de Vries, C. 2007, ApJ, 656, 129
Rauch, M., Miralda-Escude, J., Sargent, W. L. W., Barlow, T. A., Weinberg, D. H., Hernquist, L., Katz, N., Cen, R., & Ostriker, J. P. 1997, ApJ, 489, 7
Reddy, N. A., Steidel, C. C., Pettini, M., Adelberger, K. L., Shapley, A. E., Erb, D. K., & Dickinson, M. 2007, ArXiv e-prints, 706
Reiprich, T. H., & Böhringer, H. 2002, ApJ, 567, 716
Richter, P., Fang, T., & Bryan, G. L. 2006a, A & A, 451, 767
Richter, P., Savage, B. D., Sembach, K. R., & Tripp, T. M. 2006b, A & A, 445, 827
Rines, K., Diaferio, A., & Natarajan, P. 2008, ArXiv e-prints, 803
Rogerson, J. B., & York, D. G. 1973, ApJl, 186, L95+
Rosenberg, J. L., & Schneider, S. E. 2002, ApJ, 567, 247
Rudnick, G., Labbé, I., Förster Schreiber, N. M., Wuyts, S., Franx, M., Finlator, K., Kriek, M., Moorwood, A., Rix, H.-W., Röttgering, H., Trujillo, I., van der Wel, A., van der Werf, P., & van Dokkum, P. G. 2006, ApJ, 650, 624
Ryan-Weber, E. V., Webster, R. L., & Staveley-Smith, L. 2003, MNRAS, 343, 1195
Salucci, P., & Persic, M. 1999, MNRAS, 309, 923
Savage, B. D., Bohlin, R. C., Drake, J. F., & Budich, W. 1977, ApJ, 216, 291
Savage, B. D., Lehner, N., Wakker, B. P., Sembach, K. R., & Tripp, T. M. 2005, ApJ, 626, 776
Schaye, J. 2001a, ApJ, 559, 507
Schaye, J. 2001b, ApJl, 559, L1
Schaye, J., Aguirre, A., Kim, T.-S., Theuns, T., Rauch, M., & Sargent, W. L. W. 2003, ApJ, 596, 768
Scott, J., Bechtold, J., Dobrzycki, A., & Kulkarni, V. P. 2000, ApJS, 130, 67
Sembach, K. R., et al. 2005, in Bulletin of the American Astronomical Society, Vol. 37, Bulletin of the American Astronomical Society, 1197–+
Shapley, A. E., Steidel, C. C., Pettini, M., Adelberger, K. L., & Erb, D. K. 2006, ApJ, 651, 688
Shull, J. M., Roberts, D., Giroux, M. L., Penton, S. V., & Fardal, M. A. 1999, AJ, 118, 1450
Shull, J. M., Tumlinson, J., & Giroux, M. L. 2003, ApJl, 594, L107
Shull, J. M., Tumlinson, J., Giroux, M. L., Kriss, G. A., & Reimers, D. 2004, ApJ, 600, 570
Siana, B., Teplitz, H. I., Colbert, J., Ferguson, H. C., Dickinson, M., Brown, T. M., Conselice, C. J., de Mello, D. F., Gardner, J. P., Giavalisco, M., & Menanteau, F. 2007, ApJ, 668, 62
Simcoe, R. A., Sargent, W. L. W., & Rauch, M. 2002, ApJ, 578, 737
Simcoe, R. A., Sargent, W. L. W., Rauch, M., & Becker, G. 2006, ApJ, 637, 648
Spergel, D. N., et al. 2007, ApJS, 170, 377
Spite, M., Spite, F., & Maillard, J. P. 1984, A & A, 141, 56
Spitzer, L. 1978, Physical processes in the interstellar medium (New York Wiley-Interscience, 1978. 333.)
Stocke, J. T., Penton, S. V., Danforth, C. W., Shull, J. M., Tumlinson, J., & McLin, K. M. 2006, ApJ, 641, 217
Storrie-Lombardi, L. J., McMahon, R. G., Irwin, M. J., & Hazard, C. 1994, ApJl, 427, L13
Sutherland, R. S., & Dopita, M. A. 1993, ApJS, 88, 253
Tacconi, L. J., et al. 2006, ApJ, 640, 228
Thom, C., & Chen, H.-W. 2008a, ArXiv e-prints, 801
%—. 2008b, ArXiv e-prints, 801
Tripp, T. M., Aracil, B., Bowen, D. V., & Jenkins, E. B. 2006, ApJl, 643, L77
Tripp, T. M., Giroux, M. L., Stocke, J. T., Tumlinson, J., & Oegerle, W. R. 2001, ApJ, 563, 724
Tripp, T. M., & Savage, B. D. 2000, ApJ, 542, 42
Tripp, T. M., Savage, B. D., & Jenkins, E. B. 2000, ApJl, 534, L1
Tripp, T. M., Sembach, K. R., Bowen, D. V., Savage, B. D., Jenkins, E. B., Lehner, N., & Richter, P. 2007, ArXiv e-prints, 706
Tumlinson, J. 2007, ApJl, 664, L63
Tumlinson, J., & Fang, T. 2005, ApJl, 623, L97
Tumlinson, J., Prochaska, J. X., Chen, H.-W., Dessauges-Zavadsky, M., & Bloom, J. S. 2007, ApJ, 668, 667
Tumlinson, J., Shull, J. M., Giroux, M. L., & Stocke, J. T. 2005, ApJ, 620, 95
Tumlinson, J., Shull, J. M., Rachford, B. L., Browning, M. K., Snow, T. P., Fullerton, A. W., Jenkins, E. B., Savage, B. D., Crowther, P. A., Moos, H. W., Sembach, K. R., Sonneborn, G., & York, D. G. 2002, ApJ, 566, 857
van Dokkum, P. G. 2008, ApJ, 674, 29
Viegas, S. M. 1995, MNRAS, 276, 268
Vladilo, G., Prochaska, J. X., & Wolfe, A. M. 2008, A & A, 478, 701
Vreeswijk, P. M., et al. 2004, A & A, 419, 927
Walter, F., Bertoldi, F., Carilli, C., Cox, P., Lo, K. Y., Neri, R., Fan, X., Omont, A., Strauss, M. A., & Menten, K. M. 2003, Nature, 424, 406
Weymann, R. J., et al. 1998, ApJ, 506, 1
Weymann, R. J., Vogel, S. N., Veilleux, S., & Epps, H. W. 2001, ApJ, 561, 559
White, R. L., Becker, R. H., Fan, X., & Strauss, M. A. 2003, AJ, 126, 1
Williams, R. J., Mathur, S., & Nicastro, F. 2006, ApJ, 645, 179
Wolfe, A. M., Gawiser, E., & Prochaska, J. X. 2005, ARAA, 43, 861
Wolfe, A. M., Turnshek, D. A., Smith, H. E., & Cohen, R. D. 1986, ApJS, 61, 249
Young, J. S., & Scoville, N. Z. 1991, ARAA, 29, 581
Zwaan, M. A., Briggs, F. H., Sprayberry, D., & Sorar, E. 1997, ApJ, 490, 173
Zwaan, M. A., Meyer, M. J., Staveley-Smith, L., & Webster, R. L. 2005a, MNRAS, 359, L30
Zwaan, M. A., & Prochaska, J. X. 2006, ApJ, 643, 675
Zwaan, M. A., van der Hulst, J. M., Briggs, F. H., Verheijen, M. A. W., & Ryan-Weber, E. V. 2005b, MNRAS, 364, 1467
Author information
Authors and Affiliations
Editor information
Editors and Affiliations
Rights and permissions
Copyright information
© 2009 Springer Science+Business Media, B.V.
About this paper
Cite this paper
Prochaska, J.X., Tumlinson, J. (2009). Baryons: What,When and Where?. In: Thronson, H.A., Stiavelli, M., Tielens, A. (eds) Astrophysics in the Next Decade. Astrophysics and Space Science Proceedings. Springer, Dordrecht. https://doi.org/10.1007/978-1-4020-9457-6_16
Download citation
DOI: https://doi.org/10.1007/978-1-4020-9457-6_16
Publisher Name: Springer, Dordrecht
Print ISBN: 978-1-4020-9456-9
Online ISBN: 978-1-4020-9457-6
eBook Packages: Physics and AstronomyPhysics and Astronomy (R0)