La scoperta di Isaac Newton a metà del 1600 che la luce bianca consiste in uno spettro di colori dell'arcobaleno, e poi all'inizio del 1800 l'osservazione delle righe nello spettro solare da parte di Joseph von Fraunhofer gettò le basi per la moderna spettroscopia, il cavallo di battaglia degli astronomi che analizzano le composizioni chimiche dei plasmi che costituiscono la base di stelle e galassie.

Recentemente, gli astronomi sono particolarmente interessati a misurazioni accurate della densità elettronica dei plasmi termici per determinare l'evoluzione dell'universo. La densità elettronica è determinata misurando le intensità relative di due caratteristiche righe spettrali che fluttuano con la densità elettronica. Però, in pratica è difficile ottenere misurazioni accurate del rapporto dipendente dalla densità con strumenti a terra, che è fondamentale per verificare le osservazioni basate sullo spazio.

Qui, Erina Shimizu e Safdar Ali all'Università di Elettrocomunicazioni, Tokio, e colleghi, relazione sulle misurazioni sperimentali dei rapporti delle righe dipendenti dalla densità elettronica di Fe X altamente caricato, XI e XII—ioni per i quali esistono discrepanze tra osservazioni astrofisiche e simulazioni teoriche.

Le misurazioni sono state effettuate utilizzando uno spettrometro a incidenza radente a campo piatto nell'intervallo di lunghezze d'onda spettrali dell'ultravioletto estremo (EUV) da 16 a 20 nm. I ricercatori affermano:"Piuttosto che stimare la densità elettronica dalla larghezza teorica del fascio di elettroni come riportato in precedenza. L'abbiamo ottenuta sperimentalmente mediante l'imaging diretto del fascio di elettroni e osservando la distribuzione spaziale degli ioni intrappolati".

In particolare, la ricerca ha prodotto un buon accordo tra i calcoli sperimentali e teorici, risultati attribuiti sperimentalmente alla determinazione delle densità di elettroni con una combinazione di una fotocamera a foro di spillo e uno spettrometro visibile.