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

In questo elaborato viene analizzato l’atomo di idrogeno sotto diversi aspetti, con particolare attenzione al suo ruolo centrale in astrofisica. Si parte da una descrizione quantistica della struttura dell’atomo, affrontando le transizioni energetiche e le principali serie spettrali attraverso la formula di Rydberg. Vengono introdotti i coefficienti di Einstein per la trattazione dei processi radiativi, con un approfondimento sulla riga a 21 cm, una transizione proibita ma fondamentale per lo studio dell’idrogeno neutro nell’ambiente interstellare. L’idrogeno viene poi esaminato nelle sue diverse forme nell’ISM (neutro, ionizzato e molecolare) e nel contesto della nucleosintesi stellare, dove funge da combustibile primario nelle reazioni di fusione. Infine, si discute il caso peculiare della galassia JADEs-GS-z13-1, in cui l’osservazione della riga Lyman-α a un redshift di 13 pone interrogativi significativi sull’evoluzione dell’universo primordiale e sulla trasparenza del mezzo intergalattico in epoche così remote.