Hydrogen line profiles at low densities

Département d'Astrophysique Fondamentale, Observatoire de Paris, 92195 Meudon Principal Cedex, France

Abstract

A physical discussion of the validity conditions of the different approximations allows to compare the Model Microfield Method (MMM) which takes into account the collective dynamical effects resulting from simultaneous collisions and the impact approximation valid for weak or strong non overlapping collisions. Neglecting the level splitting effects, the profile of Lyman and Balmer lines is Lorentzian in the line centre and an analytical formula for the width is given. Then, fine structure and radiative lifetime effects are analysed.

Résumé

Après une discussion physique des conditions de validité des différentes approches, nous confrontons la méthode du microchamp modèle (MMM) qui traite les effets dynamiques collectifs provenant de collisions simultanées et l'approximation des impacts valable pour des collisions faibles ou fortes non simultanées. Si l'on néglige la levée de dégénérescence des niveaux, le profil des raies de Lyman et de Balmer est Lorentzien dans le centre aux basses densités et la demi largeur est donnée par une expression analytique. Les effets de levée de dégénérescence et de durée de vie radiative sont ensuite analysés.