Isaac Newtons upptäckt i mitten av 1600-talet att vitt ljus består av ett spektrum av regnbågsfärger, och sedan i början av 1800-talet lade Joseph von Fraunhofers observation av linjer i solspektrumet grunden för dagens spektroskopi – arbetshästen för astronomer som analyserar den kemiska sammansättningen av plasma som utgör grunden för stjärnor och galaxer.

Nyligen, astronomer är särskilt intresserade av noggranna mätningar av elektrondensiteten i termiska plasma för att bestämma universums utveckling. Elektrondensiteten bestäms genom att mäta de relativa intensiteterna för två karakteristiska spektrallinjer som fluktuerar med elektrondensiteten. Dock, i praktiken är det utmanande att få exakta mätningar av densitetsberoende förhållandet med markbaserade instrument, vilket är avgörande för att verifiera rymdbaserade observationer.

Här, Erina Shimizu och Safdar Ali vid University of Electro-Communications, Tokyo, och kollegor, rapport om experimentella mätningar av elektrondensitetsberoende linjeförhållanden för högladdat Fe X, XI och XII—joner för vilka det finns diskrepanser mellan astrofysiska observationer och teoretiska simuleringar.

Mätningarna gjordes med användning av en incidensspektrometer för platt fält i det extrema ultravioletta (EUV) spektrala våglängdsområdet 16 till 20 nm. Forskarna säger:"Istället för att uppskatta elektrontätheten från den teoretiska elektronstrålebredden som rapporterats tidigare. Vi fick det experimentellt genom att direkt avbilda elektronstrålen och observera rumsfördelningen av de fångade jonerna."

I synnerhet, forskningen gav god överensstämmelse mellan de experimentella och teoretiska beräkningarna - fynd som tillskrivs de bestämning av elektrontätheten experimentellt med en kombination av en hålkamera och synlig spektrometer.