Радиолиния нейтрального водорода: различия между версиями

Запрещённая линия нейтрального водорода обусловлена взаимодействием [[Магнитный момент|магнитных моментов]] [[электрон]]а и [[протон]]а в [[атом]]е водорода. [[Энергия]] атома водорода при параллельном расположении магнитных моментов электрона и протона несколько больше, чем при антипараллельном, поэтому при спонтанном изменении ориентации магнитного момента электрона на противоположную атом излучает [[квант]] [[Электромагнитное излучение|электромагнитного излучения]] с [[Длина волны|длиной волны]] 21,1 см (частота 1420,40575 МГц). Параллельно с излучением радиолинии происходит и обратный процесс — возбуждения атомов водорода электромагнитными квантами с бо́льшими энергиями, например, оптическими, либо в актах соударения атомов. Поэтому в межзвёздном атомарном водороде устанавливается [[Динамическая система|динамическое равновесие]] между актами излучения радиоквантов и возбуждением атомов оптическими квантами и соударениями.

Такой самопроизвольный переход в каждом отдельном атоме происходит крайне редко — в среднем один раз за 11 миллионов лет (1 км³ водорода при плотности 1 атом/см³ излучает всего 3 кванта в секунду), и энергия каждого кванта крайне мала из-за низкой частоты ({{math|''h''ν}} ≈ 0,941171·10⁻²⁴ Дж, или {{nobr|5,87433 мк[[эВ]]}}), поэтому интенсивность радиоизлучения межзвёздной среды на единицу объёма ничтожно мала. Параллельно с излучением радиолинии происходит и обратный процесс — возбуждения атомов водорода электромагнитными квантами с бо́льшими энергиями, например, оптическими, либо в актах соударения атомов. Поэтому в межзвёздном атомарном водороде устанавливается [[Динамическая система|динамическое равновесие]] между актами излучения радиоквантов и возбуждением атомов оптическими квантами и соударениями. Например, мощность излучения всего водорода Солнечной системы (в пределах орбиты Плутона) составляет порядка 100 [[ватт]]. Однако в галактических масштабах мощность радиоизлучения нейтрального водорода становится заметной (например, мощность излучения всего нейтрального водорода нашей Галактики в десятки раз больше [[Солнечная светимость|светимости Солнца]]), что позволяет обнаруживать его на галактических расстояниях. Это излучение крайне важно для изучения методами [[Радиоастрономия|радиоастрономии]] распределения нейтрального водорода в Галактике, движения его облаков.