Opacity & Iron projects meeting


Organisateur : Franck Delahaye (LERMA)


Date prévue : 7 et 8 Avril 2016
Date définitive : 2016-04-07





Aujourd’hui, hormis quelques domaines comme la description du mouvement des objets astronomiques, la recherche en astronomie repose en grande partie sur l’étude des spectres d’émission ou d’absorption. L’analyse des raies à travers toute la gamme de fréquences (des rayons gamma aux ondes radio) permet aux astronomes de déduire les caractéristiques telles que la composition chimique, la densité, la température, la distance ou encore la vitesse d’une grande variété d’objets astronomiques. De notre Soleil aux quasars les plus lointains, du milieu interstellaire à la partie proche des trous noirs massifs résidents au cœur des galaxies hôtes, le rayonnement mesuré émane essentiellement de processus impliquant l’interaction entre atomes, ions ou molécules et électrons et/ou photons. De la qualité de la description de ces réactions (photoionisation, photo­excitation, recombinaison ou excitation par impact électronique) et des paramètres qui les caractérisent dépendent la fiabilité des interprétations de ces observations ainsi que la vraisemblance des modèles. Les nouveaux challenges de la recherche en astronomie et astrophysique requièrent toujours plus de données atomiques avec une précision optimale. Les systèmes considérés nécessitent la relaxation de certaines approximations et rendent les calculs de données atomiques très complexes. De la ‘simple’ détermination de la composition du soleil à la description des noyaux actifs de galaxies en passant par l'interprétation des résultats expérimentaux (mesures de coefficients d'absorption, chocs radiatifs sur les grands lasers ­ LIL/LMJ) , les solutions à ces problèmes dépendent en grande partie de la qualité et de la complétude des données atomiques utilisées.

La récente concernant la composition du Soleil (Asplund et al. 2004, Bahcall et al 2004, Delahaye & Pinsonneault 2005, 2009 entre autres) a montré l'importance cruciale des données atomiques et des produits dérivés comme les opacités pour la modélisation atmosphérique ou des structures et évolutions solaire et la détermination précises de la composition duc Soleil. Les processus d'accrétion présents à la naissance des étoiles joue un rôle essentiel dans la formation des étoiles mais restent cependant incompris. Une prise de conscience internationale de la nécessité de définir avec précision les coefficients d'absorptions a donné naissance à un ensemble de projets expérimentaux aux Etats Unis sur des Z_pinch et en France sur des lasers puissants (LULI, LIL /LMJ).

Les résultats de ces expériences sur le Fe (Bailey et al. 2015) ont mis en evidence des différences très importantes entre tous les calculs théoriques et les mesures. De nouvelles expériences sur le Cr et Ni ainsi qu'une répétition des mésures sur le Fe devraient produirent des résultats pour la fin de l'année 2015. Ces résultats ont incité les acteurs des projets Opacité et Fer à continuer, comme ils l'ont fait par le passé pour le problème des Céphéides, à s'organiser pour répondre de façon optimum à l'ensemble de ces nouveaux défis. Avec pour objectifs non seulement de produire les données les plus précises/complètes possibles mais aussi de caractériser leur qualité afin de propager les erreurs qui leur sont attachées dans les simulations théoriques. En plus de définir les incertitudes des prédictions directement liées aux données atomiques, on obtient un moyen de valider les méthodes de calcul de données atomiques ou de définir leurs domaines de validité.

Enfin, il est indispensable de coupler à cette production de données atomiques, tous les services de diffusions indispensables à nombre d'applications pour les diverses communautés scientifiques. Cette nécessité bien comprise des participants aux projets Opacités et Fer (Opacity Project et Iron Project) depuis maintenant 20 ans, a incité à la création des bases de données TIPTOPbases et du serveur d'opacités accessible sur le sur le site web http://cdsweb.u­strasbg.fr/OP.htx dès le début de ces projets à la fin des années 80. Aujourd'hui, la poursuite de ce but, 'produire et diffuser des données atomiques de qualités' établit au lancement du projet Opacity par Mike Seaton et collaborateurs, nécessite l'extension des services et moyens de diffusion dans un système étendu, tenant compte de l'importance d'interopérabilité. Nous avons ainsi mis en place de nouveaux services (Delahaye et al. 2015 JQSRT in press) et d'autres siont en cours d'élaboration.