Le righe Proibite Una riga proibita si origina

Le righe Proibite Una riga proibita si origina quando un elettrone, in un atomo eccitato, salta da un livello metastabile ad un livello ad energia minore. In circostanze normali (alte densità di particelle >108 per cm 3) un tale elettrone sarebbe immediatamente rimosso dal livello metastabile per collisione (SENZA EMISSIONE DEL FOTONE) e non avrebbe il tempo di emettere un fotone. In una situazione come quella delle nebulose planetarie, il tempo medio tra le collisioni va da 10. 000 sec, e quindi, quando ioni come OII ed OIII, NII si portano ad un livello metastabile, essi permangono indisturbati fino a procedere ad una comune transizione radiativa. Una grande frazione degli ioni fortemente eccitati possono possedere tali livelli molto popolati e praticamente ogni ione scende al livello fondamentale mediante emissioni proibite. D'altra parte i livelli metastabili sono assai comuni, e le transizioni proibite rendono conto di una grande frazione, anche il 90% o più, dell'emissione di nubi di gas a bassissime densità (regioni HII, nebulose planetarie, corona solare, AGN). vedi appunto in formato pdf, in inglese, scaricabile dal sito

Righe proibite [O III] Livelli metastabili 4363 Å 5007 Å 4959 Å

[O III] H [O II] H [Ne III] He II M 57 [N II] [O III] H [O I] He I Il Cielo come laboratorio- Spettroscopia delle nebulose- 2008 [S II]

Che valore deve avere la densità elettronica Ne per consentire di osservare una transizione proibita fra due livelli m e n ? • poche eccitazioni n m Ne è troppo bassa • poche diseccitazioni m n • dominano le transizioni spontanee • dominano le collisioni Ne è troppo alta • eccitazioni da n e m verso livelli superiori a m • pochi atomi con elettroni al livello m Densità critica Nc Esiste un valore di Nc per ogni riga proibita Le righe proibite raggiungono la max intensità per Ne=Nc

Le condizioni fisiche in una nebulosa Le condizioni fisiche di una nebulosa sono definite da 4 parametri principali: • Temperatura elettronica Te • Densità elettronica Ne • Grado di Ionizzazione X • Abbondanze Chimiche Il metodo più usato per la determinazione della Temperatura nelle nebulose è quello basato sul confronto tra le intensità delle righe cosiddette nebulari e aurorali, in particolare quelle dello OIII (4363 aurorale e 4959 -5007 nebulari) e del NII (5755 aurorale e 6549 -6584 nebulari).

Misura di Te 2 4959 5007 Utilizzando le righe di [O III] a 4363, 4959 e 5007 Å si ottiene: 4363 3 1 Da non sapere, assolutamente

Misura di Ne 6731 6716 Utilizzando le righe di [S II] a 6716 e 6731 Å (transiz. 3 D-4 S) si ottiene: 3 2 1 I 6716/I 6731 dipende molto da Ne e poco da Te Se Ne è bassa: Se Ne è alta: Da non sapere, assolutamente

Misura di Ne In alternativa si può utilizzare il doppietto 3727 -3729 dell’ [OII] (stessa transizione) per cui: Da non sapere, assolutamente (Vedi diagramma precedente). La determinazione delle abbondanze chimiche segue poi, una volta determinate temperatura e densità, sempre a partire dall’intensità delle righe di emissione.