L'atomo di idrogeno: righe, serie e sua importanza in astrofisica

L’idrogeno è l’elemento chimico più semplice e più abbondante nell’Universo: è composto da un nucleo a singolo protone e possiede un solo elettrone attorno al nucleo; compone per il 90% il gas del mezzo interstellare, la materia diffusa nelle galassie e, secondo le stime attuali, per il 74% la materia visibile dell’Universo. L’elaborato, strutturato in tre capitoli, si propone nei primi due capitoli di contestualizzare l’atomo di idrogeno in termini di: serie di righe osservabili nel suo spettro elettromagnetico; transizioni elettroniche legato-legato tra stati atomici dell’idrogeno più importanti, processo fisico alla base delle righe spettrali stesse. Il secondo capitolo, in particolare, si conclude con la definizione della riga spettrale proibita a 21 cm dell’idrogeno neutro HI, strumento investigativo di fondamentale importanza per l’osservazione dell’idrogeno nell’Universo. Nel terzo e ultimo capitolo dell’elaborato vengono illustrati alcuni esempi di fenomeni astrofisici strettamente legati alla presenza di idrogeno. Lo scopo ultimo di questi esempi è di testimoniare l’importanza dell’idrogeno in astrofisica. Argomento che, per brevità dell’elaborato, qui si rifà a specifici problemi di studio del campo dell’astrofisica stellare, dell’astrofisica extragalattica e della radioastronomia, quali la nucleosintesi stellare, l'idrogeno nelle galassie a spirale, le regioni HII e le nubi molecolari nel mezzo interstellare.