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Titolo: Righe in emissione

Una domanda veramente offensiva, penso... cmq ve la faccio.
Se guardo lo spettro di una stella osservo righe in assorbimento a
causa dell'atmosfera, pi� fredda della fotosfera, che assorbe la luce.
Come mai allora in una regione HII osservo righe in emissione? Il gas,
freddo, circonda stelle calde.

 freddo, circonda stelle calde.
Il concetto base per capire i fenomeni che hai citato � quello di
*isotropizzazione* della direzione della radiazione emessa da un atomo che
decade da uno stato eccitato.
In pratica i fotoni dello spettro continuo emesso da una sorgente (calda),
nel momento in cui interagiscono eccitando gli atomi della materia
(fredda) interposta tra la sorgente e l'osservatore (� il caso delle
atmosfere stellari), vengono successivamente riemessi in tutte le
direzioni con uguale probabilit� (in tutto l'angolo solido di 4*pi
steradianti).
Ci� fa s� che le intensit� di radiazione alle lunghezze d'onda che
corrispondono a stati di eccitazione degli atomi interposti diminuiscano
(per via del fatto che i fotoni assorbiti vengono riemessi in direzioni
quasi sempre diverse dalla direzione iniziale), rispetto a quelle che si
osserverebbero nel caso in cui non vi fosse materia lungo il percorso dei
fotoni. 
L'effetto nel caso del sole, genera un profilo di spettro continuo,
intervallato da precise zone in cui il profilo s'interrompe, invaginandosi
pi� o meno profondamente (righe di assorbimento).
Il caso della nube interstellare che genera spettri di emissione si spiega
adattando il medesimo scenario alla diversa geometria del fenomeno:
sorgente, nube e osservatore questa volta non sono allineati, poich�, a
esempio, la direzione di emissione dei fotoni dalla sorgente e la
direzione 
osservatore-nube formano un angolo di 90� (possono essere di pi� o di
meno, non ha importanza).
I fotoni che verranno rivelati dall'osservatore saranno in questo caso
unicamente (escludendo per semplicit� che vi siano altre emissioni di
radiazione nella direzione dell'osservatore) quelli assorbiti dagli atomi
della nube e riemessi nella propria direzione.
L'emissione avverr� a lunghezze d'onda ben precise, corrispondenti a stati
di eccitazione degli atomi componenti la materia interposta e, in assenza
di un continuo sottostante, dar� luogo a un insieme di righe isolate, pi�
o meno intense (le righe di emissione). 
[La figura in questo link mi sembra abbastanza chiara
http://www.cfa.harvard.edu/~jbattat/a35/cont_abs_em.html
 ] 
Saluti,
Aleph
-- 
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http://www.newsland.it/news
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ab...@newsland.it

grazie mille, devo dire che nei corsi di astrofisica questo non viene
mai detto ....

 
http://www.cfa.harvard.edu/~jbattat/a35/cont_abs_em.html
 ]
Tutto giusto, ma c'e' qualcosa di piu'.
Per es. non e' affatto vero (come c'e' scritto nel sito che citi) che
il gas interstellare puo' solo riemettere le stesse l. d'onda che
assorbe.
Molte nebulose gassose appaiono rosse per la riga Halfa della serie di
Balmer dell'idrogeno. Ma ovviamente H nello stato fondamentale non
puo' assorbire quella radiazione, che viene da uan transizione n=3 -->
n=2.
Si chiama "fluorescenza": H viene eccitato dalla rad. UV emessa dalla
stella, e poi riemette in diverse transizioni, anche nel visibile.
A questo proposito c'e' una bellissima storia, che forse non molti
conoscono per cui la racconto velocemente.
Le prime analisi spettroscopiche di nebulose gassose mostravano righr
di emissione che non corrispondevano agli spettri di nessun atomo
neutro o ionizzato conosciuto (credo che siamo ancora nell'800).
Si ritenne quindi che si ripetesse la storia dell'elio, che era stato
scoperto (in assorbimento) nello spettro del Sole prima di venir
trovato per via chimica sulla Terra. Perci' le righe sconosciute
vennero attribuite a un nuovo elemento, giustamente chiamato "nebulio".
Passo' molto tempo prima che Bowen (1928) trovasse la spiegazione
giusta: le righe del nebulio erano in realta' righe "proibite" degli
ioni N+, O+, O++.
Proibite per parita' come transizioni di dipolo elettrico; permesse
come transizioni di quadrupolo, ma con prob. di transizione molto
minori.
Allora perche' queste righe non si vedono negli esper. in laboratorio,
e invece si vedono nelle nebulose?
La risposta sta nella differente densita' del gas.
In un tubo a scarica in laboratorio quegli ioni possono essere portati
negli stati eccitati da cui partirebbe la transizione proibita, ma
prima che lo ione abbia il tempo di enettere il fotone "proibito"
viene diseccitato per urto dalle molecole del gas.
Invece nelle nebulose la densita' e' cosi' bassa che gli urti sono
assai rari, e il decadimento dello stato eccitato avviene
preferenzialmente per emissione del fotone.
 
-- 
Elio Fabri