Заборонені лінії

Це лінії, заборонені правилами вибору. Оскільки спін протона , то повний момент атома водню в основному стані має два значення: F = 1 (спіни протона й електрона паралельні) та F = 0 (антипаралельні). Перехід 1 0 утворює заборонену радіолінію водню λ =21см (ν =1420,4МГц), найбільш важливу для астрофізики. За час близько 11·10⁶ років орієнтація спінів спонтанно змінюється з випромінюванням радіофотона, а величезна поширеність атомарного водню дозволяє реєструвати випромінювання, незважаючи на малу імовірність процесу. Радіолінія 21см слугує індикатором водню, навіть закритого пилом. Вона випромінюється з метастабільного рівня ( ~10^-5с до діб). Окрім поглинання фотона, атом збуджується внаслідок певного зіткнення з електроном (удар 1роду). Але зіткнення збудженого атома з електроном може збільшити енергію електрона, через що атом перейде на нижчий рівень (удар 2 роду). Заборонені лінії можливі при густині середовища, достатній для збудження метастабільних рівнів ударами 1 роду, але час між ударами повинен бути довшим, ніж час перебування атома у метастабільному стані. При цьому N ~ 10 см, що є в міжзоряному середовищі, газових туманностях та сонячні короні. Значну частину випромінювання туманностей складають заборонені лінії ОІІІ та УФ-лінія іона ОІІ. Спостереження на λ = 21см визначають розподіл Н І в Галактиці та близьких галактиках, а по ефекту Доплера – швидкість руху водневих хмар.