Заборонені лінії

Матеріал з Вікіпедії — вільної енциклопедії.
Перейти до навігації Перейти до пошуку
Нижні рівні енергетичної структури двічі іонізованого атома Оксигену. Заборонені лінії показано зеленим.

Заборо́нені лі́нії — спектральні лінії, для яких відповідні імовірності спонтанних переходів дуже малі[1].

Позначення[ред. | ред. код]

Заборонені лінії позначають квадратними дужками навколо відповідного атома, іона чи молекули, наприклад [O III] — заборонені лінії двічі іонізованого Оксигену (495,9 та 500,7 нм)[1].

Залежно від того, як змінюється набір квантових чисел, що описує стан атома чи іона до та після переходу, заборонені лінії поділяють на магнітно-дипольні, квадрупольні, магнитно-квадрупольні, октупольні та ін., а також інтеркомбінаційні[2].

Серед цих ліній прийнято виділяти небулярні (N), авроральні (A) і трансавроральні (TA)[3].

Теоретичні передумови[ред. | ред. код]

Докладніше: Правила відбору

Імовірність спонтанних переходів електронів в атомах чи іонах зазвичай описують ейнштейнівськими коефіцієнтами. Для дозволених переходів ці коефіцієнти сягають 108 на секунду, тоді як для заборонених — на 5—10 порядків менше. Якщо з якогось рівня можуть відбуватися як дозволені, так і заборонені переходи, то практично здійснюватимуться лише дозволені. Заборонені переходи спостерігатимуться лише з метастабільних станів, тобто таких, з яких немає дозволених переходів униз. Тривалість перебування атома в метастабільному стані досить велика: наприклад, час існування двічі іонізованого атома Оксигену на першому збудженому рівні становить близько 38 секунд[1], а час існування атома Гідрогену на верхньому енергетичному рівні надтонкої структури становить майже 11 мільйонів років[4].

Фізичні умови[ред. | ред. код]

Для того, щоб відбувся спонтанний перехід із метастабільного стану потрібно, щоб атом (іон чи молекула) протягом тривалого часу, порівняного з тривалістю існування збудженого стану, не зазнали впливу випромінювання чи зіткнень з іншими частинками. Тобто, для появи заборонених ліній потрібна мала густина речовини й випромінювання. У лабораторних умовах заборонені лінії зазвичай не спостерігаються, оскільки навіть для високого вакууму довжина вільного пробігу обмежена розмірами вакуумної камери. Потрібні умови виникають у розрідженому космічному просторі, зокрема, у верхніх шарах атмосфер планет та зоряних атмосфер, у галактичних туманностях та міжзоряному середовищі[1].

Спостереження[ред. | ред. код]

Інтенсивні заборонені лінії спостерігаються в спектрах:

Джерела[ред. | ред. код]

  1. а б в г д Заборонені лінії // Астрономічний енциклопедичний словник / за заг. ред. І. А. Климишина та А. О. Корсунь. — Львів : Голов. астроном. обсерваторія НАН України : Львів. нац. ун-т ім. Івана Франка, 2003. — С. 161. — ISBN 966-613-263-X.
  2. А.М. Черепащук. Запрещённые спектральные линии // Физика космоса : [рос.] : Маленькая энциклопедия / Главный редактор: Р.А. Сюняев ; Редакционная коллегия: Ю.Н. Дрожжин-Лабинский, Я.Б. Зельдович, В.Г. Курт, Р.3. Сагдеев. — Москва : Советская энциклопедия, 1986. — Предисловие к электронной версии 2-го издания энциклопедии «Физика космоса» 6 июля 2004 года.
  3. а б В.В. Головатий, Б.Я. Мелех (2009). Планетарні туманності. Кинематика и физика небесных тел 25 (6): 165—175. 
  4. Шкловский И. С. Часть 1. § 2. Общие сведения о межзвёздной среде // Звезды: их рождение, жизнь и смерть. — 3-е изд., перераб. — М. : Наука, Главная редакция физико-математической литературы, 1984.(рос.)
  5. Κ. P. Raju et al (1991). The Excitation Mechanism of [Fe XIV] 5303 Å Line in the Inner Regions of Solar Corona. J. Astrophys. Astr. 12: 311–317. 
  6. Golden rings of star formation. SpaceTelescope.org. Hubble Picture of the Week. 9 June 2014. Процитовано 12 June 2014.