Measurements of High-Precision Atomic Data with Applications to Astrophysics and Cosmology

• Investigations of astrophysical spectra require accurate atomic data, such as wavelengths and transition probabilities. This thesis provides high-precision atomic data for astrophysical and cosmological applications. The measurements have been carried out using Fourier transform spectrometry on light produced in a hollow cathode light source. The variability of fundamental constants is investigated by observations of line-shifts in high-redshift quasar absorption spectra. For this purpose precision wavelengths have been measured for ultraviolet resonance lines visible in such spectra. Accurate laboratory wavelengths have also been determined for parity-forbidden infrared lines visible in spectra from low density astrophysical plasmas, by improving the energy level values. Ritz wavelengths have then been derived from these. The stellar abundances in metal-poor stars are important parameters in the investigations of galaxy evolution. In order to make reliable measurements of the relative elemental abundances in stars, it is necessary to have accurate values for the oscillator strengths of the observable transitions. For this purpose absolute transition probabilities have been measured for prominent Mg I and Ca I lines, by combining radiative lifetimes with branching fractions.

• Popular Abstract in Swedish Undersökningar av astrofysikaliska spektra kräver noggranna atomära data, som t.ex. våglängder och övergångssannolikheter. Denna avhandling bidrar med atomära data av hög precision för astrofysikaliska och kosmologiska tillämpningar. Mätningarna har gjorts på ljus producerat i en hålkatodlampa med hjälp av Fouriertransformspektrometri. Genom att observera våglängdsskift i absorptionsspektra från avlägsna kvasarer kan man undersöka eventuella förändringar hos fundamentala konstanter. För detta behövs noggranna värden på laboratorievåglängder. Sådana våglängder har mätts upp, med hög precision, för ultravioletta resonanslinjer som är synliga i kvasarspektra. Noggranna våglängder har också bestämts för paritetsförbjudna infraröda linjer. Sådana linjer kan t.ex. detekteras i spektra från astrofysikaliska plasma med låg densitet. Genom att mäta våglängder för tillåtna övergångar har värdet på energinivåerna förbättrats och därefter har Ritzvåglängder kunnat beräknas. Förekomsten av olika ämnen i metallfattiga stjärnor kan vara viktiga parametrar vid undersökningar av galaxers utveckling. För att kunna göra sådana förekomstanalyser är det nödvändigt att ha noggranna värden på oscillatorstyrkor för observerbara övergångar. I denna avhandling presenteras därför övergångssannolikheter för linjer från Mg I och Ca I. Mätningarna har gjorts genom att kombinera livstider för de övre nivåerna med relativa linjeintensiteter.

Subject headings

NATURVETENSKAP  -- Fysik -- Astronomi, astrofysik och kosmologi (hsv//swe)

NATURAL SCIENCES  -- Physical Sciences -- Astronomy, Astrophysics and Cosmology (hsv//eng)

Keyword

atomic data

Ca

Cr

Fe

Mn

Mg

metal-poor stars

fine-structure constant

Fourier transform spectroscopy

nebulae

oscillator strengths

spectroscopy

wavelengths

Ti

Zn

Astronomy

Astronomi

Atomic and molecular physics

Atom- och molekylärfysik

rymdvetenskap

space research

cosmic chemistry

kosmisk kemi

branching fractions

Publication and Content Type

dok (subject category)

vet (subject category)