Astronomija

Kakšna je razlika med emisijskim in rekombinacijskim vodom?

Kakšna je razlika med emisijskim in rekombinacijskim vodom?


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Ko elektron skoči z višje na nižjo raven, se sprosti foton. To je emisijska črta. Kaj pa je pravzaprav rekombinacijska linija? Se mi je zdel podoben. Mi lahko prosim poveste, kakšna je razlika med njima?


Rekombinacijski vod je poseben primer emisijskega voda.

Emisijske črte

Emisijska črta je katera koli spektralna značilnost, ki se dvigne nad kontinuum - tj. povprečna amplituda spektra (v nekem območju valovnih dolžin) - in je posledica atomskih prehodov (kjer "atomski" vključujejo atome v molekulah in prašnih zrnih, "prehodi" pa so lahko elektronski, vibracijski ali rotacijski).

Ti prehodi lahko nastanejo zaradi absorpcije svetlobe ali trkov atoma z drugim delcem. V astrofiziki je ta drugi delec običajno prosti elektron, saj so ti veliko hitrejši od atomov. Absorpcija energije privede atom do vzbujenega stanja in ko atom de-vzbudi, se sprosti foton.

Rekombinacijske linije

Rekombinacija je postopek, ko prosti elektron "ujame" atom, ki mu manjka elektron, tj ion. Ioni pa so bili prej proizvedeni tako, da so bili ionizirani z nekim visokoenergijskim postopkom, npr. ionizirajoči se foton ali silovit trk. Razlika med kinetično energijo elektrona pred srečanjem in energijo stanja, v katero gre, se oddaja kot foton.

Elektron gre lahko neposredno v osnovno stanje, v tem primeru se pravkar proizvede še en ionirajoči foton. Lahko pa gre tudi v vmesno stanje in oddaja foton z nižjo energijo. Elektron je nato v vzbujenem stanju, iz katerega se bo kmalu razbremenil, po možnosti na več nivojih, dokler ne doseže osnovnega stanja. Ta postopek se imenuje kaskadno.

Fotoni, ki se oddajajo med to kaskado, se imenujejo rekombinacijske črte.

Rekombinacijske črte iz plina okoli zvezd

V bližini zelo vročih zvezd (zvezd O in B), ki proizvajajo številne ionizirajoče fotone (Lymanov kontinuum; LyC), boste imeli območje nevtraliziranega vodikovega plina (HI), ki se ionizira. Časovni okviri za rekombinacijo v teh regijah so precej majhni, zato se LyC "skoraj takoj" predela v rekombinacijske linije.

Kvantna mehanika vam pove verjetnosti konca v različnih stanjih in izkaže se, da na primer za vsak foton LyC dobite približno 0,68 Lymana $ alpha $ fotoni (z majhno odvisnostjo od temperature), torej fotoni, ki se oddajajo, ko elektron neustrezno tvori prvi vzbujen v osnovno stanje. Kar zadeva energijo, to pomeni ~ 1/3 celotne moči.

To je pravzaprav neverjetno: to pomeni, da se 1/3 celotnega kontinuuma fotonov, ki so bolj energični od 13,6 eV, potrebnih za ionizacijo vodika, pretvori v samski emisijska črta! Iz tega razloga so galaksije - zlasti mlade galaksije, ki še vedno gostijo veliko vročih zvezd - v Lymanu pogosto precej svetleče $ alpha $; včasih celo samo v Lymanu $ alpha $.

Absorpcijske črte

Emisijske črte so povezane z absorpcija črte: V prvem primeru imate svetlobni kontinuum (npr. iz toplotnih procesov), pri čemer neki fizični postopek "doda" nekaj dodatne svetlobe celotnemu spektru. V slednjem primeru imate enako fizični proces odstranjevanje svetloba iz kontinuuma.

Če na primer opazujete (neionizirajoč) vir skozi oblak HI, boste videli absorpcija črte na valovnih dolžinah, ki ustrezajo različnim prehodom nevtralnega vodika. Če bi lahko isti oblak opazovali iz drugega zornega kota, bi videli emisije črte na enakih valovnih dolžinah.