Forscher identifizieren nützliche Emissionslinien in der äußeren Atmosphäre der Sonne

Bei der Untersuchung des Sonnenspektrums suchen Forscher häufig nach bestimmten Emissionslinien: markanten Wellenlängen, die von Ionen emittiert werden, wenn ihre Elektronen von höheren zu niedrigeren Energieniveaus übergehen. Emissionsspektren von zwei Eisenionen, Fe IX und Fe X, sind besonders nützlich für die Untersuchung der äußeren Atmosphäre der Sonne. Beide Spektren enthalten jedoch Emissionslinien, die noch nicht bekannten Elektronenübergängen zugeordnet werden können, was die Informationen, die aus ihnen gewonnen werden können, einschränkt.

In einer Studie veröffentlicht In Das European Physical Journal DForscher unter der Leitung von Alexander Fairchild an der Columbia University in den USA führten neue Messungen dieser Spektren im extremen Ultraviolettbereich (EUV) durch, die es ihnen ermöglichten, das spezifische Ion, das mit diesen bisher unbekannten Emissionslinien in Zusammenhang steht, eindeutig zu identifizieren. Ihre Ergebnisse könnten unser Verständnis mehrerer wichtiger Eigenschaften der äußeren Sonnenatmosphäre verbessern.

Fairchilds Team führte seine Messungen am Lawrence Livermore National Laboratory in Kalifornien durch und nutzte dabei die Elektronenstrahl-Ionenfalle (EBIT-I). Diese Anlage erzeugt und fängt hochgeladene Ionen wie Fe IX und Fe X mit einem intensiven Elektronenstrahl ein und zeichnet dann die daraus resultierenden Emissionsspektren auf.

Der vom Team untersuchte Wellenlängenbereich war besonders nützlich, da er es ihnen ermöglichte, das Verhältnis zwischen zwei Emissionslinien von Fe IX zu messen, die als einer der besten Dichteindikatoren in der äußeren Atmosphäre der Sonne gelten. Er umfasst auch eine wichtige Emissionslinie von Fe X, die durch die Wechselwirkung zwischen der Atmosphäre der Sonne und ihrem starken Magnetfeld verursacht wird.

Um ihre Ergebnisse zu überprüfen, verglichen die Forscher sie mit den Emissionslinien Fe IX und Fe X, die von CHIANTI modelliert wurden, der von Sonnenphysikern am häufigsten verwendeten Datenbank zur Analyse und Interpretation der Emissionsspektren der Sonne.

Bei einigen Emissionslinien stellte Fairchilds Team eine enge Übereinstimmung zwischen den Vorhersagen von CHIANTI und ihren experimentellen Ergebnissen fest. In anderen Fällen entdeckten sie bisher nicht identifizierte Emissionslinien im Fe X-Spektrum, die zu CHIANTI hinzugefügt werden müssen, um zukünftige Vorhersagen zu verbessern.