Ancho equivalente

El ancho equivalente de una línea espectral es una medida del área de la línea en un gráfico de intensidad versus longitud de onda en relación con el nivel de continuo subyacente. Se obtiene formando un rectángulo con una altura igual a la de la emisión del continuo y encontrando el ancho de manera que el área del rectángulo sea igual al área en la línea espectral. Es una medida de la intensidad de las características espectrales que se utiliza principalmente en astronomía . ^[1]

Definición

Formalmente, el ancho equivalente viene dado por la ecuación ^[2] $W_{\lambda}=\int {F_{c}-F_{s} sobre F_{c}}d\lambda =\int (1-F_{s}/F_{c})d\lambda .$

Aquí, representa la intensidad del continuo subyacente, mientras que representa la intensidad del espectro real (la línea y el continuo). Luego representa el ancho de una línea hipotética que cae a una intensidad de cero y tiene el "mismo déficit de flujo integrado del continuo que el verdadero". ^[2] Esta ecuación se puede aplicar tanto a la emisión como a la absorción , pero cuando se aplica a la emisión, el valor de es negativo y, por lo tanto, se utiliza el valor absoluto. $F_{c}(\lambda )$ $F_{s}(\lambda )$ $W_{\lambda}$ $W_{\lambda}$

En otras palabras, si el nivel del continuo es constante y el área debajo/encima de la línea de emisión/absorción (en comparación con el continuo) es (la integral anterior), entonces (lo que resalta aún más la dependencia del nivel del continuo). Por lo tanto, para una intensidad de línea fija ( ), el ancho equivalente será menor para un continuo más brillante. ${\estilo de visualización A}$ $A=F_{c}\times W_{\lambda }$ ${\estilo de visualización A}$

Aplicaciones

El ancho equivalente se utiliza como una medida cuantitativa de la fuerza de las características espectrales. El ancho equivalente es una opción conveniente porque las formas de las características espectrales pueden variar dependiendo de la configuración del sistema que produce las líneas. Por ejemplo, la línea puede experimentar un ensanchamiento Doppler debido a los movimientos del gas que emite los fotones. Los fotones se desplazarán lejos del centro de la línea, lo que hace que la altura de la línea de emisión sea una mala medida de su fuerza general. El ancho equivalente, por otro lado, "mide la fracción de energía eliminada del espectro por la línea", independientemente del ensanchamiento intrínseco a la línea o un detector con mala resolución . ^[3] Por lo tanto, el ancho equivalente puede, en muchas condiciones, dar el número de átomos que absorben o emiten, utilizando la curva de crecimiento . ^[1]

Por ejemplo, las mediciones del ancho equivalente de la transición alfa de Balmer en estrellas T Tauri se utilizan para clasificar estrellas T Tauri individuales como clásicas o de línea débil . ^[2] Además, el ancho equivalente se utiliza para estudiar la formación de estrellas en galaxias alfa de Lyman , ya que el ancho equivalente de la línea alfa de Lyman está relacionado con la tasa de formación de estrellas en la galaxia. ^[4] El ancho equivalente también se utiliza en muchas otras situaciones donde se necesita una comparación cuantitativa entre las intensidades de las líneas.

Referencias

^ ab Carroll, Bradley; Ostlie, Dale (2007). Introducción a la astrofísica moderna. Pearson Addison-Wesley. ISBN 978-0-321-44284-0.
^ abc Stahler, Steven; Palla, Francesco (2004). La formación de estrellas. Wiley-VCH . ISBN 3-527-40559-3.
^ Spitzer, Lyman (1998). Procesos físicos en el medio interestelar. Wiley-VCH. ISBN 0-471-02232-2.
^ Dijkstra, Mark; Westra, Eduard (2010). "Indicadores de formación estelar y anchura equivalente de línea en las galaxias Lya". Monthly Notices of the Royal Astronomical Society . 401 (4): 2343–2348. arXiv : 0911.1357 . Código Bibliográfico :2010MNRAS.401.2343D. doi :10.1111/j.1365-2966.2009.15859.x. S2CID 67786958.{{cite journal}}: CS1 maint: DOI gratuito sin marcar ( enlace )

Enlaces externos

Ancho equivalente en la Enciclopedia de Astronomía SAO