Детальное определение спектральных характеристик звёзд имеет важное значение для изучения их химического состава и физических параметров. В рамках недавнего исследования были получены экспериментальные данные об ушире и сдвиге линий ионизированного титана, которые необходимы для оценки состава и параметров горячих звёздных атмосфер. Результаты опубликованы в Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
Современные астрономические инструменты обеспечивают получение значительных объёмов спектроскопических данных высокого разрешения, что позволяет с высокой точностью определять элементный состав звёзд. Изучение тяжёлых элементов в различных степенях ионизации имеет ключевое значение, так как отклонения в их концентрации играют важную роль в понимании физических процессов, происходящих в атмосферах горячих звёзд. Многие элементы d-группы и их ионы были обнаружены в звёздах спектральных классов A–B. В частности, в спектрах звёзд идентифицированы линии многократно заряженных ионов титана, включая Ti3+. Последние исследования также выявили, что отклонения от равновесных условий могут оказывать существенное влияние на степень ионизации титана, что необходимо учитывать при расчете его концентрации.
Точное моделирование спектральных линий представляет собой одну из важнейших задач в данной области. В звёздных атмосферах, находящихся в экстремальных условиях, эффект Штарка – уширение и смещение линий, вызванные взаимодействием с заряженными частицами – зачастую является главным фактором, влияющим на форму линии. Поэтому для определения элементного состава и расчёта характеристик звёздных атмосфер необходимы достоверные значения штарковских параметров линий. На текущий момент экспериментально определены параметры только для одной линии Ti2+.
«По словам Тимура Лабутина, доцента химического факультета МГУ и соавтора исследования, использование лазерной плазмы позволяет получить разнообразные параметры и изучать как нейтральные, так и многократно ионизованные атомы в рамках одного эксперимента.
Благодаря использованию лазерной плазмы удалось воссоздать условия, имитирующие звёздные атмосферы, и установить параметры для 4 линий Ti+ и 12 линий Ti2+. Варьируя материал мишени и давление среды, ученым удалось создать оптически тонкую плазму, что обеспечило высокую точность определения этих параметров. Стоит подчеркнуть, что для некоторых линий наблюдается соответствие с ранее опубликованными результатами, а для большинства параметров были определены экспериментально впервые.
«Новые данные, полученные в ходе исследования, значительно дополняют существующую базу знаний и позволяют улучшить качество моделирования спектров, – отметил автор работы, старший научный сотрудник химического факультета МГУ Александр Закускин. – Это имеет особенное значение для точного определения концентрации титана в звёздных атмосферах и изучения явлений, возникающих из-за отклонений от равновесия».
В работе акцентируется значимость лабораторных исследований для поддержки астрофизики и показывается, насколько важны точные данные о базовых параметрах для анализа постоянно увеличивающегося количества астрономических наблюдений.
Информация предоставлена пресс-службой МГУ