L'analyse des plasmas astrophysiques est essentielle dans la quête d'informations sur certains des objets et événements les plus puissants et les plus mystérieux de l'Univers, tels que les couronnes et les vents stellaires, les variables cataclysmiques, les binaires à rayons X contenant des étoiles à neutrons et des trous noirs, des restes de supernova ou des écoulements. dans les noyaux galactiques actifs. Le succès de ces recherches conduira à de futurs observatoires astrophysiques de rayons X permettant aux scientifiques d'accéder à des techniques qui ne sont actuellement pas disponibles pour l'astronomie des rayons X. Une exigence clé pour l'interprétation précise des spectres de rayons X à haute résolution est une connaissance précise des énergies de transition.

Un nouvel article publié dans EPJ D rédigé par J. Stierhof, du Dr Karl Remeis-Observatory and Erlangen Center for Astroparticule Physics de Friedrich-Alexander-Universt Erlangen-Nürnberg, Bamberg, Allemagne, et les coauteurs utilisent une configuration expérimentale nouvellement introduite au synchrotron BESSY II pour fournir références d'étalonnage précises dans le régime des rayons X mous des gaz de néon, de dioxyde de carbone et d'hexafluorure de soufre.

"Dans de nombreux domaines de recherche impliquant des rayons X ou toute longueur d'onde de lumière, des informations sont obtenues en comparant des mesures de longueurs d'onde d'émission ou d'absorption avec des valeurs connues de transitions dans divers éléments. Un décalage de la longueur d'onde observée par rapport à la longueur d'onde connue peut se produire à cause de la vitesse de l'émetteur ou de l'absorbeur », explique Stierhof. "Notre travail démontre une configuration pour mesurer les énergies de transition des gaz simultanément avec des transitions connues dans des ions hautement chargés n'ayant que deux électrons restants qui sont connus avec précision à partir de calculs théoriques."

Les rayons X monochromatiques d'une ligne de lumière synchrotron traversent un piège à ions à faisceau d'électrons (EBIT), où ils interagissent avec le plasma à faible densité produit et piégé à l'intérieur de l'EBIT, puis pénètrent dans une cellule de photoionisation gazeuse contenant les atomes ou les molécules à l'étude. L'émission de fluorescence des ions dans l'EBIT fournit la base de l'étalonnage absolu de l'échelle d'énergie du monochromateur dans l'expérience.

Dans l'article, les auteurs ont trouvé des résultats pour la transition énergétique dans la couche k du dioxyde de carbone qui concordent bien avec les découvertes précédentes. Les résultats des transitions démontrées par l'hexafluorure de soufre ont montré que les expériences précédentes avaient un décalage d'environ 0,5 eV, soit plus du double de leur incertitude revendiquée.

L'équipe conclut que l'incertitude statistique permet en principe des étalonnages dans la plage souhaitée de 1 à 10 meV, les contributions systématiques limitant actuellement l'incertitude à environ 40 à 100 meV.

"Notre configuration proposée fournit un étalonnage absolu pour le faisceau de rayons X, mais nous avons constaté que l'incertitude totale est dominée par les changements relatifs du faisceau", a conclu Stierhof. "Fournir une configuration supplémentaire pour mesurer ces changements relatifs nous rapprochera de la limite de résolution de 10 meV." + Explorer plus loin

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