Ein hochpräziser Röntgenblick von gespeicherten Ionenwolken bis hin zu astrophysikalischen Plasmen

• Antragsteller: Dr. Moto Togawa
• Fachliche Zuordnung: Astrophysik und Astronomie ; Optik, Quantenoptik und Physik der Atome, Moleküle und Plasmen
• Förderung: Förderung seit 2026
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 577849509

Beobachtungen von Röntgendoppelsternen mit dem kürzlich gestarteten Röntgenobservatorium XRISM haben bislang nicht aufgelöste spektrale Emissions- und Absorptionslinien hochgeladener Eisenionen (Fe15+ bis Fe25+) im Röntgenbereich von 6 bis 8 keV offenbart. Ihre Linienformen, Energien und Emissionsstärken können zur Diagnose von Plasmaparametern wie Dichte, Temperatur, Geschwindigkeit und Ionisationsgleichgewicht herangezogen werden. Ihre Analyse ist jedoch durch die Genauigkeit der verfügbaren atomaren Daten, auf denen sie basiert, eingeschränkt. Insbesondere die starke Elektronenkorrelation in Ionen mit offenen L-Schalen-Konfigurationen macht Vorhersagen weniger zuverlässig. Ich schlage daher vor, im Labor hochpräzise Absorptionsspektroskopie an solchen Eisenionen durchzuführen, die mit einer Elektronenstrahl-Ionenfalle erzeugt und eingefangen werden, wobei monochromatische harte Röntgensynchrotronstrahlung eingesetzt wird, die Übergangsenergie-Messungen mit einer Unsicherheit von wenigen meV ermöglicht. Dies entspricht einer Geschwindigkeitsunsicherheit von weniger als 1 km/s. Diese Messungen werden einerseits dringend benötigte atomare Referenzdaten liefern und andererseits fortgeschrittene Theorie und Modellierung validieren sowie die vollständige wissenschaftliche Nutzung der hochauflösenden Spektren von XRISM ermöglichen.

• DFG-Verfahren: Stipendium
• Internationaler Bezug: Japan
• Gastgeber: Professor Hiroya Yamaguchi, Ph.D.