Как звезда может излучать свет, если она находится в состоянии плазмы?

1. Я понимаю, что звезда находится в состоянии плазмы (все ядра и электроны не связаны друг с другом и свободно перемещаются)

В то время как водород имеет только один электрон, все остальные нейтральные атомы имеют более одного электрона. Когда удаляется один электрон, это называется «первой ионизацией». Удаление одного из нескольких электронов из атома все равно делает его плазмой. Кроме того, термин «плазма» используется, когда значительная часть атомов ионизирована, не обязательно все. Итак, на Солнце или других звездах все еще есть электроны, связанные с ядрами, а также свободные электроны.

По этой причине в приведенном ниже спектре все еще видны линии от переходов между электронными энергетическими уровнями атомов.

2. Фотон испускается, когда возбужденный электрон возвращается на более низкую орбиту.

Да и поглощается при переходе на более высокий уровень, именно поэтому мы видим линии в приведенном выше спектре.

3. Итак, в звезде, если электроны не находятся ни на одной орбите, то как могут производиться фотоны?

Основная причина заключается в том, что фотоны гамма-излучения производятся в ядре Солнца путем синтеза водорода с гелием и создают каскад фотонов с более низкой энергией, когда они движутся к поверхности. Кроме того, все материалы излучают излучение черного тела . Общая форма приведенного выше спектра хорошо соответствует модели черного тела.

Испускание фотонов может быть дискретным, как при переходах из одного квантованного состояния в другое, или непрерывным.

Например, непрерывное излучение — это синхротронное излучение электронов, движущихся в магнитных полях в ускорителях.

Тормозное излучение возникает, когда:

электромагнитное излучение, возникающее в результате торможения заряженной частицы при отклонении ее другой заряженной частицей, обычно электроном атомным ядром. Движущаяся частица теряет кинетическую энергию, которая преобразуется в фотон, потому что энергия сохраняется. Этот термин также используется для обозначения процесса производства излучения.

Оба эти эффекта существуют в плазме, атомы и электроны рассеиваются друг на друге, при этом происходит торможение заряженных частиц, и выходят фотоны.

Кстати, подобные непрерывные спектры бывают и в газе, который имеет абсолютно черное тело инфракрасного излучения, не видимого нашим глазам, атомы и молекулы тормозятся в перетекании через электрические и магнитные поля друг друга при рассеянии и испускании инфракрасных фотонов. .

Ваш пункт 2 не является всей правдой: фотон может быть испущен, если система перейдет из некоторого возбужденного состояния в состояние с меньшей энергией, но система не обязательно должна состоять из электрона и ядра.

Кроме того, ядра могут быть описаны моделью среднего поля, а также существуют различные энергетические состояния, поэтому могут испускаться фотоны. Это, например, то, что происходит, если мы видим гамма-излучение.

Кроме того, и я думаю, что это основной ответ на ваш вопрос, во время процесса синтеза в звезде вырабатывается много энергии, в том числе в виде фотонов и нейтрино. Посмотрите, например, на эту вики-статью о цепочке pp: http://en.wikipedia.org/wiki/Proton-proton_chain_reaction

Все гамма на этой картинке, показывающей один из термоядерных процессов в звезде, обозначают испускание фотонов.

Спасибо за отличный вопрос, и спасибо всем за отличные ответы! :-)

Очень простой ответ: как уже упоминалось выше, в звезде происходит множество столкновений ядер. Когда эти ядра сливаются, выделяется энергия связи (это энергия, которую мы получаем при слиянии); и фотоны также испускаются, когда составное ядро ​​(теперь в связанном состоянии) девозбуждается до своего основного состояния. Эти реакции слияния с последующим девозбуждением ответственны за большую часть энергии и света от звезд.

Как мы знаем, электромагнитное излучение должно исходить не только от девозбуждающих электронов, но и от колебаний любых заряженных частиц (например, протонов внутри ядра).

Продолжай думать! Приятно видеть, что кто-то задает вопросы.