Точное описание спектров звёзд является ключевым для понимания их химического состава и физических свойств. В новом исследовании представлены экспериментальные измерения параметров штарковского уширения и сдвига для линий ионизированного титана — данных, имеющих решающее значение для оценки состава и параметров горячих звёздных атмосфер. Результаты опубликованы в Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
Современные астрономические приборы позволяют получать огромные объёмы спектроскопических данных высокого качества, позволяя детально определять элементный состав звёзд. Особое значение имеет изучение тяжёлых элементов в различных степенях ионизации, поскольку аномалии их содержания играют важную роль в понимании физических процессов в атмосферах горячих звёзд. Многие d-элементы и их ионы обнаружены в звёздах спектральных классов A–B. В частности, в спектрах звезд идентифицированы линии многократно заряженных ионов титана, вплоть до Ti3+. Недавние исследования также показали, что отклонения от равновесных условий могут особенно сильно сказываться на ионизации именно титана, что необходимо учитывать при расчете его содержания.
Одной из ключевых задач в этой области является точное моделирование профилей спектральных линий. В экстремальных условиях звёздных атмосфер эффект Штарка — уширение и сдвиг линий вследствие взаимодействия с заряженными частицами — часто является доминирующим механизмом, определяющим форму линии. Именно поэтому надёжные значения штарковских параметров линий необходимы для определения элементного состава и расчёта свойств звёздных атмосфер. До настоящего времени экспериментально были получены параметры лишь для одной линии Ti2+.
«Лазерная плазма даёт уникальную возможность воспроизводить широкий диапазон параметров и исследовать как нейтральные, так и многократно ионизованные атомы в одном эксперименте», — отметил Тимур Лабутин, доцент химического факультета МГУ и один из авторов работы.
С использованием лазерной плазмы были воспроизведены условия, близкие к условиям звёздных атмосфер, и определены параметры для 4 линий Ti+ и 12 линий Ti2+. Изменяя материал мишени и давление окружающей среды, исследователи добились условий оптически тонкой плазмы, что позволило определить эти параметры с высокой точностью. Важно отметить, что для нескольких линий получено хорошее согласие с ранее опубликованными данными, тогда как для большинства линий параметры определены экспериментально впервые.
«Полученные нами значения существенно расширяют имеющуюся базу данных и позволяют повысить точность моделирования спектров, – прокомментировал автор работы, старший научный сотрудник химического факультета МГУ Александр Закускин. – Это особенно важно для корректного определения содержания титана в звёздных атмосферах и анализа эффектов, вызванных отклонениями от равновесия».
Работа подчёркивает важную роль лабораторных экспериментов для поддержки астрофизических исследований и демонстрирует ценность точных значений фундаментальных параметров для интерпретации быстро растущего объёма астрономических наблюдений.
Информация предоставлена пресс-службой МГУ
Источник фото: ru.123rf.com
