极热光源激发的极低密度氢的光发射及其在天体物理学中的应用

Stromgren 研究了极热光源对稀释纯氢云的作用；形成了一个高度电离的球形氢等离子体，周围环绕着中性原子氢。一个相对较薄的中间部分电离氢壳层通过原子辐射被冷却。Stromgren 未曾意识到，这种类似于气体激光器等离子体的等离子体，可以在原子氢的几个本征频率上产生超辐射；由于光模的竞争，沿球体切向发射的超辐射光线呈现出源自不连续环的特征。超辐射通过级联跃迁结合成共振多光子跃迁，剧烈地耗尽激发态能级，包括质子 - 电子碰撞的连续谱，从而使气体在 Stromgren 球半径之外被急剧冷却。光源发出的极端亮度允许导致稳态或电离连续谱的多光子非共振吸收。这种吸收与超辐射发射相结合，形成了由超辐射光线诱导的多光子扩散。尽管其亮度仍高于超辐射光线，但如果通过小立体角观测，光源将变得不可见。球体内发射的谱线越来自原子数较少的内部区域就越弱，并且由于向仅存在于球体内的激发原子氢催化的热辐射进行参数能量转移，这些谱线也变得更加红化。Stromgren 球似乎有助于简单地解释超新星 1987A 的外观和光谱。