Assorbimento:
* Serie Lyman: Gli atomi di idrogeno possono assorbire la luce a lunghezze d'onda specifiche corrispondenti alle transizioni di elettroni dallo stato fondamentale (n =1) a livelli di energia più elevati (n =2, 3, 4, ecc.). Questo assorbimento è particolarmente forte per la linea Lyman-Alpha (da n =1 a n =2), che ha una lunghezza d'onda di 121,6 nanometri (UV). Questo assorbimento è il motivo per cui l'universo appare opaco alle radiazioni UV a sposi rispetto a circa 10.
* Altre serie: L'assorbimento può verificarsi anche per altre serie di transizioni, come la serie Balmer (da n =2 a livelli più alti), ma queste linee sono in genere più deboli poiché richiedono che l'atomo di idrogeno sia prima in uno stato eccitato.
Emissione:
* Ricombinazione: Quando un atomo di idrogeno assorbe un fotone, il suo elettrone salta a un livello di energia più elevato. Può quindi tornare spontaneamente a un livello di energia inferiore, emettendo un fotone di una lunghezza d'onda specifica. Questo processo si chiama ricombinazione.
* Eccitazione collisionale: Le collisioni tra atomi di idrogeno o altre particelle possono anche eccitare gli elettroni a livelli di energia più elevati, seguite dall'emissione di fotoni quando tornano a livelli più bassi.
Scattering:
* Scattering Thomson: Questa è la dispersione della luce da elettroni liberi. È molto importante ad alte temperature e basse densità, in cui l'idrogeno viene ionizzato.
* Scattering Rayleigh: Questa è la dispersione della luce da parte delle molecole, incluso l'idrogeno neutro. È molto importante a basse temperature e densità.
Effetti sull'osservazione:
* Linee spettrali: L'assorbimento e l'emissione della luce da parte delle nuvole di idrogeno creano linee spettrali distinte che possono essere osservate con i telescopi. Queste linee forniscono informazioni sulla composizione, la temperatura e la densità della nuvola.
* Reddening: La dispersione della luce da parte dei granuli di polvere all'interno delle nuvole di idrogeno può far diventare la luce più rossa, un fenomeno noto come arrossamento.
* Opacità: L'assorbimento e la dispersione della luce da parte delle nuvole di idrogeno rendono le nuvole opache a determinate lunghezze d'onda della luce.
i processi specifici che dominano dipendono dalle proprietà della nuvola di idrogeno e dalla luce che attraversa. Ad esempio, le nuvole dense e fredde assorbiranno principalmente le radiazioni di Lyman-alfa, mentre le nuvole calde e ionizzate spargano la luce in modo più efficace.
Comprendere come la luce interagisce con le nuvole di idrogeno è cruciale per studiare l'universo precoce, la formazione di stelle e galassie e la distribuzione della materia nel cosmo.
