Почему в межзвёздном пространстве водород может длительное время пребывать в ионизированном состоянии?

Answer 1

Межзвездный водород долго не удавалось обнаружить, хотя в звездах это самый обильный газ. Это объясняется особенностями физического строения атома водорода и характером поля излучения в Галактике.
В условиях очень малой плотности вещества и чрезвычайно низкой плотности излучения (за исключением центра Галактики) вероятность поглощения светового кванта атомами межзвездного газа довольно мала, но время от времени такие случаи все же происходят. Если энергия кванта велика, то атом ионизируется, теряет электрон и в этом состоянии находится долго, так как плотность материи мала и мало свободных электронов, с одним из которых можно было бы вновь составить нейтральный атом.
Если поглощенный квант имел небольшую энергию, то атом не ионизируется, а возбуждается, электрон переходит на другую орбиту. В возбужденном состоянии атом может оставаться лишь малую долю секунды, после чего возвращается в основное (обычное) состояние, излучив квант той же частоты, что и поглотил.