La radiazione elettromagnetica o elettromagnetica è costituita da un campo magnetico e da un campo elettrico. Questi campi viaggiano in onde perpendicolari tra loro e possono essere classificati in base alla loro lunghezza d'onda, che è la distanza tra i picchi di due onde. Il tipo di radiazione EM con la lunghezza d'onda più lunga è le onde radio. Quando le particelle accelerano o cambiano velocità o direzione, emettono radiazioni EM lungo tutto lo spettro, comprese le onde radio a lunghe lunghezze d'onda. Ci sono cinque modi generali in cui ciò accade.

Radiazione di corpo nero

Un corpo nero è un oggetto che assorbe, quindi ri-emette, radiazioni. Quando un oggetto viene riscaldato, i suoi atomi e molecole si muovono, il che causa il rilascio di radiazioni EM, con un picco in un punto diverso lungo lo spettro EM, a seconda della temperatura. Ad esempio, un pezzo di metallo riscaldato si sentirà prima caldo o infrarosso, quindi si illuminerà quando entra nella porzione di luce visibile dello spettro. A temperature molto più basse, viene emessa radiazione a lunghezze d'onda radio.

Radiazione a emissione libera

Quando gli elettroni negli atomi di gas si disinnestano o si spogliano, vengono ionizzati. Questo, come la radiazione di corpo nero, è un'altra forma di emissione termica. Questo fa sì che le particelle cariche si muovano nel gas ionizzato, il che accelera gli elettroni. Le particelle accelerate rilasciano la radiazione EM, e alcune nubi di gas la rilasciano a lunghezze d'onda radio, come vicino a regioni di formazione stellare o nuclei galattici attivi. Si parla anche di emissione "free-free" e "bremsstrahlung".

Emissione della linea spettrale

Il terzo tipo di emissione termica è l'emissione della linea spettrale. Quando gli elettroni negli atomi si trasformano da alti a bassi livelli di energia, viene rilasciato un fotone - un'unità di energia senza massa che può essere considerata equivalente a un'onda. Il fotone ha la stessa energia della differenza tra i livelli alti e bassi che le elezioni si stanno spostando da e verso. In alcuni atomi, come l'idrogeno, i fotoni vengono emessi nella regione radio dello spettro EM - 21 centimetri, nel caso dell'idrogeno.

Emissione di sincrotrone

Questo è un non termico forma di emissione. L'emissione di sincrotrone si verifica quando le particelle vengono accelerate da un campo magnetico. Tipicamente, un elettrone è carico, in quanto ha meno massa dei protoni e quindi accelera più facilmente. Ciò lo rende più pronto a rispondere ai campi magnetici. L'elettrone ruota intorno al campo magnetico, emettendo energia come fa. Meno energia è rimasta, più ampio è il cerchio attorno al campo e più lunga è la lunghezza d'onda della radiazione EM che emette, comprese le lunghezze d'onda radio.

Maser

I Maser sono un altro tipo di non termico radiazione. La parola "maser" è in realtà un acronimo per amplificazione a microonde per emissione stimolata di radiazioni. È simile a un laser, tranne per il fatto che un maser è una radiazione amplificata a una lunghezza d'onda più lunga. Un maser si forma quando un gruppo di molecole viene energizzato e quindi esposto a una certa frequenza di radiazione. Questo fa sì che emettano dei fotoni radio. Se una fonte di energia re-energizza le molecole, questo ripristina il processo, e un maser viene emesso di nuovo.