Главный механизм охлаждения в этих условиях -- передача энергии от газа пылевым частицам. Молекулы и атомы, сталкиваясь с пылинками, нагревают их, а те излучают полученный избыток энергии в ИК-диапазоне.
А каков механизм образования этого излучения? При столкновении что-то происходит с электронами атомов, после чего они "спускаются" на прежние уровни, излучая кванты электромагнитного излучения?
Эти механизмы тоже действуют, но не с атомами, а с молекулами. Самый эффективный молекулярный охладитель -- молекула оксида углерода, у которой столкновениями возбуждаются вращательные уровни. То есть, сама по себе она не очень эффективна, но ее относительно много. Если протозвездное облако слегка подсветить ультрафиолетом, молекула СО на его периферии диссоциирует, и роль главных охладителей переходит к атому кислорода и атому и иону углерода. Но и тут столкновениями возбуждаются не основные уровни, а уровни сверхтонкого расщепления.
