IIA a francouzský tým vyvíjejí novou metodu pro výpočet realističtějších vlastností hvězdných atmosféry

Výzkumník Indického institutu pro astrofyziku (IIA), který spolupracuje se spolupracovníky z Institutu de recherche en astrophysique et planoutologie ve Francii, vyvinul metodu pro výpočet realističtějších vlastností hvězdných atmosféry.

Tato metoda se říká, že otevírá dveře realističtějším simulacím hvězdných spekter, které je primárním nástrojem, který astronomové používají k dekódování fyzických podmínek v hvězdách, okolních discích a mezihvězdných mracích.

Až dosud se většina modelů spoléhala na důležité zjednodušení, ve kterém se předpokládalo, že zatímco atomy se mohou odchylovat od rovnováhy z hlediska energetických stavů, jejich rychlosti (jak rychle se pohybují) stále sledovaly úhlednou a předvídatelnou distribuci.

„Tento předpoklad, i když je pohodlný, není vždy realistický, zejména pro atomy v krátkodobých vzrušených státech,“ uvedlo ministerstvo vědy a technologie.

Dodal, že hvězdné atmosféry jsou chaotické, rozptyl fotony, hladiny energie kolísají a rozložení rychlosti se mohou zabloudit z rovnovážného obrazu.

„Zachycení této složitosti vyžaduje to, co astrofyzisté nazývají plnou nelokální termodynamickou rovnováhou (FNLTE) přenos-což je impozantní problém, který vědci poprvé popsali zpět v 80. letech, ale nemohli řešit kvůli výpočetním omezením,“ uvedlo oddělení.

Výzkumník IIA, Sampoorna M. a francouzský tým poprvé vyřešili zjednodušenou verzi problému FNLTE: případ dvouúrovňového atomu (kde atom může skočit pouze mezi dvěma energetickými stavy) a poté podnikl další krok k vyřešení problému se třemi úrovněmi.

„Se třemi atomovými úrovními se do hry vstupují nové typy rozptylu, včetně Ramanova rozptylu-kde atom absorbuje světlo a znovu ho emituje při jiné frekvenci. Tyto procesy jsou přibližovány pouze ve standardních modelech, ale nový přístup FNLTE je přirozeně zachycuje,“ dodal.

Když tým porovnal své výsledky FNLTE s tradičními modely, rozdíly byly nápadné. Distribuce rychlosti excitovaných atomů vodíku již nesledovala uklizenou maxwellovou křivku. Místo toho vykazoval významné odchylky, zejména poblíž hvězdného povrchu – přesně tam, kde astronomové shromažďují své spektrální otisky prstů hvězd.

Tento pokrok znamená, že astrofyziky jsou nyní o krok blíže k simulaci hvězdné spektra s bezprecedentním realismem. „Přesnější modely pomáhají astronomům určit teploty a kompozice hvězd spolehlivěji, lépe porozumět fyzice okolních disků a molekulárních mraků, kde tvoří hvězdy a planety a tlačí vpřed hledání exoplanet podobných Zemi, protože dekódování hvězdného světla je klíčem k nalezení malých planetových signatur,“ uvedlo oddělení.