吸収：
* ライマンシリーズ： 水素原子は、基底状態（n =1）からより高いエネルギーレベル（n =2、3、4など）への電子の遷移に対応する特定の波長で光を吸収できます。この吸収は、121.6ナノメートル（UV）の波長を持つライマン・アルファ系統（n =1からn =2）で特に強いです。 この吸収は、宇宙が約10を超える赤方偏移で紫外線に不透明に見える理由です。
* その他のシリーズ： 吸収は、バルマーシリーズ（n =2から高いレベル）などの他の一連の遷移でも発生する可能性がありますが、これらのラインは通常、水素原子を最初に励起状態にする必要があるため、弱くなります。
排出：
* 再結合： 水素原子が光子を吸収すると、その電子はより高いエネルギーレベルにジャンプします。 その後、自発的に低いエネルギーレベルに戻り、特定の波長の光子を放出できます。このプロセスは再結合と呼ばれます。
* 衝突励起： 水素原子または他の粒子間の衝突は、電子をより高いエネルギーレベルに励起し、その後、より低いレベルに戻ると光子が放出される可能性があります。
散乱：
* トムソン散乱： これは、自由電子による光の散乱です。水素がイオン化されている高温と低密度で最も重要です。
* レイリー散乱： これは、中性水素を含む分子による光の散乱です。低温と密度で最も重要です。
観察への影響：
* スペクトル線： 水素雲による光の吸収と放出は、望遠鏡で観察できる明確なスペクトル線を作成します。これらの線は、雲の構成、温度、密度に関する情報を提供します。
* 赤くなって： 水素雲内の粉塵粒による光の散乱は、光を赤くする可能性があります。
* 不透明： 水素雲による光の吸収と散乱により、雲は特定の波長に不透明になります。
支配する特定のプロセスは、水素雲の特性とそれを通過する光に依存します。 たとえば、高密度の冷たい雲は主にライマンとアルファの放射を吸収しますが、高温のイオン化された雲はより効果的に光を散らします。
光が水素雲とどのように相互作用するかを理解することは、初期の宇宙、星や銀河の形成、および宇宙の物質の分布を研究するために重要です。
