Published August 1, 2023
| Version v1
Publication
Open
Modeling the Mg I from the NUV to MIR
- 1. University of Buenos Aires
- 2. National University of Tres de Febrero
- 3. Institute of Astronomy and Space Physics
- 4. Fundación Ciencias Exactas y Naturales
Description
Aims. We tested the new atomic model using atmospheric models of stars of different spectral types: the Sun (dG2), HD22049 (dK2, Epsilon Eridani), GJ 832 (dM2), and GJ 581 (dM3). Methods. We used new Breit-Pauli distorted-wave (DW) multiconfiguration calculations, which proved to be relevant for many transitions in the mid-infrared (MIR) range. The new atomic model of Mg I includes the following: i) recomputed ECS data through the DW method, including the superlevels. ii) For the nonlocal thermodynamic equilibrium (NLTE) population calculations, 5676 theoretical transitions were added (3001 term-to-term). iii) All of these improvements were studied in the Sun and the stars listed above. Results. The Mg distribution between ionization states for stars with different effective temperatures was compared. For the Sun and Epsilon Eridani, Mg II predominates with more than 95 %, while for GJ 832 and GJ 581, Mg I represents more than 72 % of the population. Moreover, in the latter stars, the amount of Mg forming molecules in their atmosphere is at least two orders of magnitude higher. Regarding the NLTE population, a noticeable lower variability in the departure coefficients was found, indicating a better population coupling for the new model. Comparing the synthetic spectrum calculated with the older and new Mg I atomic model, these results show minimal differences in the visible range but they are stronger in the IR for all of the stars. This aspect should be considered when using lines from this region as indicators. Nevertheless, some changes in the spectral type were found, also emphasizing the need to test the atomic models in different atmospheric conditions. The most noticeable changes occurred in the FUV and NUV, obtaining a higher flux for the new atomic model regardless of the spectral type.
Translated Descriptions
⚠️
This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%
Translated Description (Arabic)
الأهداف. اختبرنا النموذج الذري الجديد باستخدام نماذج الغلاف الجوي للنجوم من أنواع طيفية مختلفة: الشمس (dG2)، HD22049 (dK2، Epsilon Eridani)، GJ 832 (dM2)، و GJ 581 (dM3). الطرق. استخدمنا حسابات جديدة متعددة التشكيلات لموجات بريت- باولي المشوهة (DW)، والتي أثبتت أنها ذات صلة بالعديد من التحولات في نطاق الأشعة تحت الحمراء المتوسطة (MIR). يتضمن النموذج الذري الجديد لـ Mg I ما يلي: 1) بيانات ECS المعاد حسابها من خلال طريقة DW، بما في ذلك المستويات الفائقة. 2) بالنسبة لحسابات سكان التوازن الحراري غير المحلي (NLTE)، تمت إضافة 5676 انتقالًا نظريًا (3001 مصطلح إلى مصطلح). 3) تمت دراسة كل هذه التحسينات في الشمس والنجوم المذكورة أعلاه. النتائج. تمت مقارنة توزيع المغنيسيوم بين حالات التأين للنجوم ذات درجات الحرارة الفعالة المختلفة. بالنسبة للشمس وإبسيلون إريداني، يسود المغنيسيوم II بأكثر من 95 ٪، بينما في GJ 832 و GJ 581، يمثل المغنيسيوم I أكثر من 72 ٪ من السكان. علاوة على ذلك، في النجوم الأخيرة، تكون كمية جزيئات تشكيل المغنيسيوم في غلافها الجوي أعلى بمقدار رتبتين على الأقل. فيما يتعلق بمجموعات العمالة غير الطويلة الأجل، تم العثور على تباين أقل ملحوظ في معاملات المغادرة، مما يشير إلى اقتران سكاني أفضل للنموذج الجديد. وبمقارنة الطيف الاصطناعي المحسوب مع النموذج الذري Mg I الأقدم والجديد، تظهر هذه النتائج اختلافات طفيفة في النطاق المرئي ولكنها أقوى في الأشعة تحت الحمراء لجميع النجوم. يجب مراعاة هذا الجانب عند استخدام خطوط من هذه المنطقة كمؤشرات. ومع ذلك، تم العثور على بعض التغييرات في النوع الطيفي، مما يؤكد أيضًا على الحاجة إلى اختبار النماذج الذرية في ظروف جوية مختلفة. حدثت التغييرات الأكثر وضوحًا في FUV و NUV، مما أدى إلى الحصول على تدفق أعلى للنموذج الذري الجديد بغض النظر عن النوع الطيفي.Translated Description (French)
Objectifs. Nous avons testé le nouveau modèle atomique en utilisant des modèles atmosphériques d'étoiles de différents types spectraux : le Soleil (dG2), HD22049 (dK2, Epsilon Eridani), GJ 832 (dM2) et GJ 581 (dM3). Méthodes. Nous avons utilisé de nouveaux calculs de multiconfiguration à ondes déformées (DW) Breit-Pauli, qui se sont avérés pertinents pour de nombreuses transitions dans l'infrarouge moyen (MIR). Le nouveau modèle atomique de Mg I comprend les éléments suivants : i) données ECS recalculées par la méthode DW, y compris les super-niveaux. ii) Pour les calculs de population d'équilibre thermodynamique non local (NLTE), 5676 transitions théoriques ont été ajoutées (3001 terme à terme). iii) Toutes ces améliorations ont été étudiées dans le Soleil et les étoiles énumérées ci-dessus. Résultats. La distribution du Mg entre les états d'ionisation pour les étoiles ayant des températures effectives différentes a été comparée. Pour le Soleil et Epsilon Eridani, Mg II prédomine avec plus de 95 %, tandis que pour GJ 832 et GJ 581, Mg I représente plus de 72 % de la population. De plus, dans ces dernières étoiles, la quantité de molécules formant du Mg dans leur atmosphère est supérieure d'au moins deux ordres de grandeur. En ce qui concerne la population NLTE, une variabilité plus faible notable dans les coefficients de départ a été trouvée, indiquant un meilleur couplage de population pour le nouveau modèle. En comparant le spectre synthétique calculé avec l'ancien et le nouveau modèle atomique Mg I, ces résultats montrent des différences minimales dans la gamme visible, mais elles sont plus fortes dans l'IR pour toutes les étoiles. Cet aspect doit être pris en compte lors de l'utilisation des lignes de cette région comme indicateurs. Néanmoins, certains changements dans le type spectral ont été constatés, soulignant également la nécessité de tester les modèles atomiques dans différentes conditions atmosphériques. Les changements les plus notables se sont produits dans le FUV et le NUV, obtenant un flux plus élevé pour le nouveau modèle atomique quel que soit le type spectral.Translated Description (Spanish)
Objetivos. Probamos el nuevo modelo atómico utilizando modelos atmosféricos de estrellas de diferentes tipos espectrales: el Sol (dG2), HD22049 (dK2, Epsilon Eridani), GJ 832 (dM2) y GJ 581 (dM3). Métodos. Utilizamos nuevos cálculos de configuración múltiple de onda distorsionada (DW) de Breit-Pauli, que demostraron ser relevantes para muchas transiciones en el rango del infrarrojo medio (MIR). El nuevo modelo atómico de Mg I incluye lo siguiente: i) datos de ECS recalculados a través del método DW, incluidos los superniveles. ii) Para los cálculos de población de equilibrio termodinámico no local (NLTE), se agregaron 5676 transiciones teóricas (3001 término a término). iii) Todas estas mejoras se estudiaron en el Sol y las estrellas enumeradas anteriormente. Resultados. Se comparó la distribución de Mg entre estados de ionización para estrellas con diferentes temperaturas efectivas. Para el Sol y Epsilon Eridani, el Mg II predomina con más del 95%, mientras que para GJ 832 y GJ 581, el Mg I representa más del 72% de la población. Además, en las últimas estrellas, la cantidad de moléculas formadoras de Mg en su atmósfera es al menos dos órdenes de magnitud mayor. En cuanto a la población NLTE, se encontró una notable menor variabilidad en los coeficientes de partida, lo que indica un mejor acoplamiento poblacional para el nuevo modelo. Al comparar el espectro sintético calculado con el modelo atómico de Mg I antiguo y nuevo, estos resultados muestran diferencias mínimas en el rango visible, pero son más fuertes en el IR para todas las estrellas. Este aspecto debe tenerse en cuenta al utilizar líneas de esta región como indicadores. Sin embargo, se encontraron algunos cambios en el tipo espectral, enfatizando también la necesidad de probar los modelos atómicos en diferentes condiciones atmosféricas. Los cambios más notables ocurrieron en el FUV y NUV, obteniendo un mayor flujo para el nuevo modelo atómico independientemente del tipo espectral.Files
aa46156-23.pdf.pdf
Files
(24 Bytes)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:7624dcbc096921e31a1da610e19a546e
|
24 Bytes | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- نمذجة Mg I من NUV إلى MIR
- Translated title (French)
- Modélisation du Mg I du NUV au MIR
- Translated title (Spanish)
- Modelado del Mg I del NUV al MIR
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W4380741625
- DOI
- 10.1051/0004-6361/202346156
References
- https://openalex.org/W1515149315
- https://openalex.org/W1973114133
- https://openalex.org/W2007054134
- https://openalex.org/W2012023350
- https://openalex.org/W2035713125
- https://openalex.org/W2040679787
- https://openalex.org/W2044982961
- https://openalex.org/W2047803608
- https://openalex.org/W2064987511
- https://openalex.org/W2072127631
- https://openalex.org/W2094683647
- https://openalex.org/W2102812128
- https://openalex.org/W2117576477
- https://openalex.org/W2122728645
- https://openalex.org/W2126876018
- https://openalex.org/W2128791733
- https://openalex.org/W2254725139
- https://openalex.org/W2488660279
- https://openalex.org/W2625487808
- https://openalex.org/W2798336535
- https://openalex.org/W2964299439
- https://openalex.org/W3095047049
- https://openalex.org/W3098271878
- https://openalex.org/W3099799530
- https://openalex.org/W3100826537
- https://openalex.org/W3103324734
- https://openalex.org/W3104970005
- https://openalex.org/W3114634576
- https://openalex.org/W3120573492
- https://openalex.org/W3189079421
- https://openalex.org/W3208727575
- https://openalex.org/W4242540627
- https://openalex.org/W4296586472
- https://openalex.org/W4300608038