La página de Wikipedia sobre las regiones H II dice que son detectables 'indirectamente' mediante la detección de átomos de oxígeno doblemente ionizados mezclados... (Estoy suponiendo átomos, no moléculas diatómicas...)
Pero, ¿son fácilmente detectables los protones y electrones libres? ¿A qué longitudes de onda o frecuencias? ¿Estarían por todo el mapa debido a que no tienen niveles de energía definidos, como átomos y moléculas?
Además, si los astrónomos pueden detectar electrones libres más fácilmente que protones (aquí estoy haciendo una suposición), ¿suponen que donde hay electrones, hay protones? ¿Y viceversa?
Las regiones HII o nebulosas de emisión están asociadas a la presencia de estrellas masivas que ionizan el gas. La línea de emisión más fuerte de una región HII proviene de H-alfa. Lo que sucede en este caso es que el átomo de hidrógeno se ioniza. A continuación, el electrón y el protón se recombinan para formar de nuevo un átomo de hidrógeno; sin embargo, el electrón puede estar en cualquier nivel de energía. Aproximadamente la mitad de las veces, la cascada descendente subsiguiente será de la transición n=3 a n=2. Esto emite luz H-alfa que se encuentra en la parte visible de color rojo oscuro del espectro. Esta línea es uno de los marcadores de formación estelar más comunes. No estoy seguro de si eso responde completamente a su pregunta, pero la mayoría de los astrónomos usan H-alfa para detectar regiones HII, razón por la cual describí su emisión.
Para agregar (en un intento de aclarar las diversas formas en que se detecta la emisión), la materia que está completamente ionizada generalmente se detecta a través de la emisión libre. En este caso, no hay una cascada descendente del electrón para emitir luz de la manera "típica" o más familiar. En cambio, la emisión se produce a través de la dispersión de electrones libres de los iones. ¿Quizás esto es a lo que te refieres?
También existe la radiación de sincrotrón, cuando las partículas cargadas se aceleran en un campo magnético.
En cualquier galaxia, una variedad de tipos de emisión pueden contribuir a una parte específica de una galaxia, pero normalmente hay uno que domina o se ve favorecido con fines de detección. Para las regiones HII, se estudia H-alfa porque es la línea de emisión de hidrógeno más fuerte.
Ah, y H-alfa tiene una longitud de onda de 656,28 nm en el aire.
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