В статье в журнале The European Physical Journal D Андрей Бондарев, научный сотрудник Института Гельмгольца в Йене, Джеймс Гилландерс, постдок в Риме, и их коллеги анализируют спектры килоновой AT2017gfo, чтобы обнаружить следы одного из таких элементов — олова. Они исследуют спектральные линии, вызванные его запрещенными переходами.
Запрещенный переход — спектральная линия, связанная с поглощением или испусканием фотонов атомными ядрами, атомами или молекулами, которые претерпевают переход, который не допускается по определенному правилу отбора, но допускается, если приближение, связанное с этим правилом, не делается. Например, переход между двумя уровнями с одинаковым спином запрещен по правилу отбора по спину, но может происходить с очень малой вероятностью, если учитывать влияние магнитного поля или других факторов.
Запрещенные переходы интересны для астрофизики, потому что они могут дать информацию о составе и состоянии космических объектов. Например, запрещенные линии олова могут указывать на то, что в килоновой происходит процесс быстрого захвата нейтронов, который образует тяжелые элементы. Запрещенные линии также могут быть использованы для измерения температуры, плотности и скорости газа в космических туманностях.
Мы продемонстрировали, что точные атомные данные, особенно для запрещенных магнитных дипольных и электрических квадрупольных переходов, которые неизвестны для многих элементов, важны для анализа килоновой. Рассчитав большое количество энергетических уровней и скоростей мультипольных переходов между ними в однократно ионизированном олове, используя метод, сочетающий подходы линеаризованного связанного кластера и конфигурационного взаимодействия, мы создали набор атомных данных, который можно использовать для будущего астрофизического анализа
— Андрей Бондарев.
Исследование группы показывает, что магнитный дипольный переход между уровнями дублета основного состояния однократно ионизированного олова приводит к заметной и наблюдаемой особенности в спектрах излучения килоновой.
Хотя это не соответствует каким-либо выдающимся особенностям в спектрах AT2017gfo, тем не менее, его можно использовать в качестве зонда для будущих событий килоновой. Чем больше элементов можно точно идентифицировать, тем ближе мы подходим к пониманию этих невероятных космических взрывов
— Джеймс Гилландерс.
Команда отмечает, что события килоновой — это явление, наблюдаемое недавно, а первые спектроскопические наблюдения были получены только в 2017 году. Более качественные атомные данные, такие как предоставленные в этом исследовании, будут необходимы для лучшего понимания взрывных столкновений, связанных со слияниями нейтронных звезд.
Мы надеемся, что наша работа может каким-то образом способствовать продвижению нашего понимания процесса, в результате которого образуются самые тяжелые элементы во Вселенной. Мы стремимся к открытию новых килоновых и связанных с ними новых наборов наблюдений, которые позволят нам развить наше понимание этих событий
— Джеймс Гилландерс.
