Железо — одно из самых распространенных тяжелых элементов во Вселенной. Его ионы ярко проявляются в рентгеновских спектрах звезд, галактик и межзвездной среды. Для расшифровки таких спектров важно знать, как ионы железа взаимодействуют с электронами в плазме — особенно в процессе диэлектронной рекомбинации (ДР). Это ключевой механизм, через который заряженные частицы в плазме меняют свое состояние и формируют наблюдаемые спектральные линии.
Как сообщает издание The Astrophysical Journal Supplement Series, исследователи из Института современной физики Академии наук Китая в Ланьчжоу провели измерения ДР-коэффициентов для натрийподобного железа Fe¹⁵⁺. Для этого они использовали электронно-ионную методику на кольце охлаждения установки HIRFL — крупной лаборатории тяжелых ионов. Впервые удалось получить абсолютные значения коэффициентов диэлектронной рекомбинации при столкновениях ионов Fe¹⁵⁺ с электронами в диапазоне энергий от 0 до 40 эВ, что охватывает температурный интервал астрофизических плазм от 10³ до 10⁸ К.
Ранее для таких ионов существовали только теоретические оценки, но они отличались друг от друга. В новом исследовании экспериментальные данные сравнили с расчетами, выполненными тремя независимыми квантово-механическими методами. Совпадение оказалось хорошим, особенно в низкоэнергетической области, критически важной для моделирования холодных и умеренно горячих астрофизических объектов.
Теперь эти данные могут использоваться в моделях космической плазмы для оценки температуры, плотности и состава звездных атмосфер, аккреционных дисков и вспышек в активных ядрах галактик.
Ранее мы сообщали о том, как телескоп SKA готовится увидеть первые сигналы из ранней Вселенной.