Righe spettrali sperimentali delle terre rare di interesse astrofisico

The knowledge of spectral line data has been increasingly important in modern astrophysics. Spectral lines parameters, such as transition wavelengths, energy level data and transition probabilities, are of crucial importance for the interpretation of astrophysical spectra, both for stellar source and high energy phenomena. Current knowledge of atomic spectral line data is good for elements up to Z <= 30 for neutral and low charge states in the visible. Number of spectral lines data decreases moving to the UV and infrared and for heavier elements, in particular for rare earths. Following a pure experimental approach, high resolution spectra of hollow cathode lamps are acquired to measure line wavelengths and intensities of rare earths in the neutral and singly ionized stages. Measurements have been carried out in the visible (370-1000 nm) using the Catania Astrophysical Observatory Spectropolarimeter at Osservatorio Astrofisico di Catania, and, for five lamps, in the near-infrared (900-2500 nm) with the GIANO-B high resolution spectrograph at Telescopio Nazionale Galileo. Starting from NIST energy level data, spectral lines are identified in the spectra and stored in tables containing level data for the identified transitions. For some elements in the visible, also an estimate of the transition probabilities is carried out. The resulting tables considerably extend the knowledge from existing databases, particularly for infrared lines.

La conoscenza dei dati delle righe spettrali è sempre più importante per l'astrofisica moderna. I parametri delle righe spettrali, come le lunghezze d'onda delle transizioni, i livelli energetici e le probabilità di transizione, sono di cruciale importanza per l'interpretazione degli spettri astrofisici, sia le sorgenti stellari che per gli ambienti ad alta energia. L'attuale conoscenza dei parametri delle righe atomiche nel visibile è buona per elementi con Z <= 30 per i neutri e gli stati di ionizzazione bassi. Il numero di righe spettrali note diminuisce spostandosi verso l'UV e l'infrarosso e considerando elementi più pesanti, in particolare per le terre rare. Seguendo un approccio puramente sperimentale, sono acquisiti spettri ad alta risoluzione di lampade a catodo cavo per misurare le lunghezze d'onda e le intensità delle righe delle terre rare negli stadi neutri e ionizzati una volta. Le misure sono state effettuate nel visibile (370-1000 nm) con il Catania Astrophysical Observatory Spectropolarimeter e, per cinque lampade, nel vicino infrarosso (900-2500 nm) con lo spettrografo ad alta risoluzione GIANO-B del Telescopio Nazionale Galileo. A partire dai livelli energetici del NIST, le righe spettrali sono identificate negli spettri e riportate in tabelle contenenti i dati dei livelli energetici per le transizioni identificate. Per alcuni elementi nel visibile viene effettuata anche una stima delle probabilità di transizione. Le tabelle risultanti ampliano notevolmente le transizioni contenute nei database esistenti, in particolare per le righe nell’infrarosso.