Radiación sincrotrón

   L os mecanismos de excitación de la radiación sincrotrón, no son térmicos, sino que dependen de la interacción de las partículas cargadas con los campos magnéticos.

CUANDO UNA PARTÍCULA CARGADA SE MUEVE A VELOCIDADES RELATIVISTAS E INTERACCIONA CON UN CAMPO MAGNÉTICO EMITE LA DENOMINADA RADIACIÓN SINCROTRÓN

   Esto se debe a que una partícula cargada al entrar en un campo magnético experimenta una fuerza que la obliga a trazar círculos o espirales alrededor de las líneas de campo. Por lo tanto, la partícula sufre una aceleración angular que induce la emisión de radiación. En condiciones no relativistas (es decir, cuando las velocidades implicadas están muy por debajo de la velocidad de la luz) esta radiación, denominada ciclotrón, no es suficientemente intensa como para ser relevante en los diferentes escenarios astrofísicos. Sin embargo, cuando la velocidad de las partículas cargadas se aproxima a la velocidad de la luz, éstas emiten un tipo particular de emisión ciclotrón mucho más intensa denominada sincrotrón.
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   L a radiación sincrotrón es también continua, ya que la cantidad de energía emitida y su frecuencia dependerán del campo magnético y de la velocidad de la partícula, pudiendo tomar un rango continuo de valores.



Máseres

   Los máseres son también líneas espectrales, aunque su mecanismo de emisión es diferente que para líneas espectrales térmicas.
En ambos casos se produce una transición entre dos niveles de un átomo o molécula. Sin embargo, en el caso de los máseres, la excitación del átomo o molécula se produce de una manera distinta. Máser es el acrónimo de las siglas en inglés "Microwave Amplification by Stimulated Emission of Radiation" (amplificación de microondas mediante emisión estimulada de radiación). El mecanismo de emisión máser es idéntico al del láser, pero con "microondas" (incluídas en el rango de radio) en lugar de luz visible.


ESQUEMA DE LA INVERSIÓN Y ESTIMULACIÓN DE UN MÁSER
   E n los máseres también se produce una transición de una molécula de un nivel más energético a otro menos energético, con la consiguiente emisión de un fotón. La diferencia radica en que esta emisión se produce por la estimulación de un fotón que posee la misma energía que la transición que se va a producir y al pasar por las cercanías del átomo provoca la desexcitación del átomo, resultando por tanto dos fotones de la misma energía y con la misma dirección.

MASER DE AGUA EN UNA REGIÓN DE FORMACIÓN ESTELAR, TOMANDO CON
LA ANTENA DE 70 m DE ROBLEDO DE CHAVELA
   Ya tenemos la emisión estimulada, pero todavía falta un ingrediente más para tener un máser: la amplificación.
Si en el esquema anterior tuviésemos muchas moléculas situados en el nivel excitado, cada uno de los fotones emitidos en la desexcitación podría estimular la emisión de otro fotón, produciéndose entonces una cascada que daría lugar a un haz de fotones monocromático (de la misma energía) y de gran intensidad. Para que esto ocurra, hace falta que se produzca la denominada inversión de población, es decir, que haya algún mecanismo que haga que muchas de las moléculas estén en un nivel excitado.
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    Este mecanismo puede ser producido por una fuente de gran energía, como por ejemplo, una estrella.
Los máseres se producen habitualmente en nubes moleculares (en las que se estén formando estrellas) o envolturas estelares. Las moléculas más importantes que dan lugar a máseres son agua, (H2O), radical hidroxilo (OH), monóxido de silicio (SiO), metanol (CH3OH). Estas moléculas están presentes en el medio interestelar, y en muchos casos no serían detectables si no se produjese en ellas el fenómeno máser, ya que su emisión espontánea es demasiado débil para que pueda ser detectada.
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