Достигнут прогресс в исследовании ключевых атомных процессов при выбросах корональной массы

Исследователи из Института современной физики Китайской академии наук и других учреждений недавно добились значительных успехов в изучении ключевых атомных процессов при выбросах корональной массы (CME). Они провели точные измерения распределения квантовых состояний при столкновении высокозаряженных ионов азота (N6+) с атомами гелия, что позволило получить эталонные данные для точного моделирования космических и астрономических наблюдений. Результаты исследования были опубликованы в серии дополнений к журналу «Журнал астрофизики».

Выбросы корональной массы — это экстремальные явления космической погоды, вызванные интенсивной активностью Солнца, которые высвобождают большое количество заряженных ионов и могут вызвать магнитные бури, повлиять на спутниковую связь и стабильность электросетей. Ионы с высоким зарядом, выбрасываемые во время этих событий, вступают в реакцию обмена зарядами с нейтральными частицами в магнитосфере Земли, создавая характерные рентгеновские лучи. Путем точного моделирования спектра рентгеновского излучения можно отследить химический состав CME и особенности солнечной активности, однако применение этого метода долгое время ограничивалось отсутствием точных атомных данных.

В данном исследовании, проведённом на платформе для высокозаряженных ионов с напряжением 320 кВ, были непосредственно измерены распределения возбуждённых состояний при столкновении N6+ с гелием, получены эталонные данные о сечениях, проясняющие разногласия в ранних теоретических расчётах. Эксперимент показал, что распределение двойных возбуждённых состояний вносит значительный вклад в наблюдаемое мягкое рентгеновское излучение. Данный экспериментальный метод универсален и в будущем может быть применён в лабораторных исследованиях астрофизики.