Verbotener Übergang

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Energieniveaus von zweifach ionisiertem Sauerstoff mit grünen verbotenen Übergängen. Energieniveaus in nm.

Als verbotenen Übergang oder verbotene Linie bezeichnet man eine Emissionslinie, die durch strahlende Abregung eines metastabilen Energieniveaus entsteht. Im Labor auf der Erde werden sie üblicherweise nicht beobachtet. Deshalb vermutete man zunächst ein unbekanntes Element Nebulium, das die grünen Linien im Spektrum astronomischer Objekte hervorrufen würde.

Die Atome werden durch Stöße abgeregt, bevor sie ihre Anregungsenergie abstrahlen können. Erst unterhalb einer Teilchendichte von weniger als 10⁸Teilchen/cm³ ist die Zeit zwischen den Stößen der Teilchen untereinander größer als die Besetzungszeit des metastabilen Zustands. Verbotene Linien treten daher nur in stark verdünnten Gasen auf, wie z.B. in der oberen Atmosphäre oder im interstellaren Medium.

Einige der markantesten Emissionslinien von H-II-Gebieten und planetarischen Nebeln sind verbotene Linien, so etwa die Linie des zweifach ionisierten Sauerstoffs ([O III] 500,7 nm), oder des einfach ionisierten Stickstoffs ([N II] 658,3 nm). Bei der Beschreibung eines Spektrums werden verbotene Linien durch eckige Klammern um das emittierende Atom oder Ion gekennzeichnet. Die Sonnenkorona zeigt besonders starke verbotene Linien von hochgeladenen Ionen (hochgeladenes Ion, Highly Charged Ion) z. B. die „grüne“ Linie von 13-fach geladenen FeXIV ($Fe^{13+}$-Ion) bei 530,3 nm.

Beispiele für die verbotenen grünen Sauerstofflinien:

• 
  Grüne Emissionslinien im Katzenaugennebel (NGC 6543), Hubble Weltraumteleskop 1995
• 
  grünes Polarlicht

Siehe auch: Nebulium