Ionisiertes Eisen: Neue Messung verschärft altes Problem


Diskrepanz zwischen experimenteller und theoretischer Intensität der Röntgenlinien von hochionisiertem Eisen bleibt rätselhaft.

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Abb.: Eine Wolke gespeicherter Eisenionen in Wechselwirkung mit den intensiven Röntgenstrahlen eines Synchrotrons. (Bild: S. Bernitt, Helmholtz-Institut Jena)

Seit Jahrzehnten rätseln Astro­physiker über zwei markante Röntgen-Emissions­linien von hoch­ionisiertem Eisen: Ihr gemessenes Intensitäts­verhältnis stimmt nicht mit dem berechneten überein. Das beeinträchtigt die Bestimmung der Temperatur und Dichte von Plasmen. Neue sorgfältige, hochpräzise Messungen und Berechnungen mit modernsten Methoden schließen jetzt alle bisher vorge­schlagenen Erklärungen für diese Diskrepanz aus und verschärfen damit das Problem.

Heiße Plasmen erfüllen den inter­galaktischen Raum und leuchten hell in Stern­atmo­sphären, aktiven Galaxien­kernen und Supernova-Überresten. Sie enthalten Ionen, die Röntgen­strahlen emittieren. Aus diesen Spektral­linien lassen sich beispiels­weise Plasma­tempera­turen und Element­häufig­keiten ableiten. Zwei der hellsten Röntgen­linien stammen von Eisen­atomen, die 16 ihrer 26 Elektronen verloren haben. Fe16+ kommt im Universum häufig vor. Es sorgt dafür, dass Sterne wie unsere Sonne ihren Wasser­stoff­vorrat nur langsam verbrennen, indem es den Strahlungs­transport von Energie aus dem glühenden Fusionskern zu der vergleichs­weise nur mäßig heißen Stern­ober­fläche weit­gehend unter­drückt.

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