La découverte d'Isaac Newton au milieu des années 1600 que la lumière blanche se compose d'un spectre de couleurs arc-en-ciel, puis, au début des années 1800, l'observation des raies du spectre solaire par Joseph von Fraunhofer a jeté les bases de la spectroscopie moderne, la bête de somme des astronomes analysant les compositions chimiques des plasmas qui forment la base des étoiles et des galaxies.

Récemment, les astronomes s'intéressent particulièrement aux mesures précises de la densité électronique des plasmas thermiques pour déterminer l'évolution de l'univers. La densité électronique est déterminée en mesurant les intensités relatives de deux raies spectrales caractéristiques qui fluctuent avec la densité électronique. Cependant, dans la pratique, il est difficile d'obtenir des mesures précises du rapport dépendant de la densité avec des instruments au sol, ce qui est essentiel pour vérifier les observations spatiales.

Ici, Erina Shimizu et Safdar Ali à l'Université d'Electro-Communications, Tokyo, et collègues, rapport sur les mesures expérimentales des rapports de raies dépendant de la densité électronique de Fe X hautement chargé, XI et XII—ions pour lesquels il existe des écarts entre les observations astrophysiques et les simulations théoriques.

Les mesures ont été effectuées à l'aide d'un spectromètre à incidence rasante à champ plat dans la gamme de longueur d'onde spectrale de l'ultraviolet extrême (EUV) de 16 à 20 nm. Les chercheurs déclarent :« Plutôt que d'estimer la densité électronique à partir de la largeur théorique du faisceau d'électrons, comme indiqué précédemment. Nous l'avons obtenue expérimentalement en imageant directement le faisceau d'électrons et en observant la distribution spatiale des ions piégés. »

Notamment, la recherche a donné un bon accord entre les calculs expérimentaux et théoriques - résultats attribués à la détermination des densités d'électrons expérimentalement avec une combinaison d'une caméra à trou d'épingle et d'un spectromètre visible.