Weblio辞書辞典>辞書･百科事典>中性水素>中性水素の1ﾍﾟｰｼﾞ目
中性水素とは?
ｳｨｷﾍﾟﾃﾞｨｱ目次へ21cm線（21ｾﾝﾁﾒｰﾄﾙせん､21 cm hydrogen line）は､中性水素原子のｴﾈﾙｷﾞｰ状態の変化によって放射されるｽﾍﾟｸﾄﾙ線である｡
21cm線は周波数 1420.40575 MHz の電波であり､その波長が 21.106114 cm であることからこの名が付けられている｡
21cm線は天文学､特に電波天文学の分野で広く使われている｡目次
1 放射機構
2 発見
3 電波天文学への応用
4 関連項目
5 外部ﾘﾝｸ
中性水素原子 (HI､1H) は1個の陽子と1個の電子からなる｡
陽子と電子はともに 1/2 というｽﾋﾟﾝ量子数を持つﾌｪﾙﾐ粒子であるため､上向きと下向きの2通りのｽﾋﾟﾝ角運動量をとりうる｡
従って､水素原子の中での陽子と電子のｽﾋﾟﾝ角運動量ﾍﾞｸﾄﾙの向きは平行もしくは反平行の2通りの場合がある｡
陽子と電子のｽﾋﾟﾝが平行な水素原子は反平行な水素原子よりもわずかにｴﾈﾙｷﾞｰが高い｡
このため､水素原子の基底状態 (1s) のｴﾈﾙｷﾞｰ準位はこの差分だけｴﾈﾙｷﾞｰの異なる2つの準位（超微細構造）に分裂している｡
この2つの準位間の遷移は遷移確率が約 2.9×10−15 s−1 と非常に小さな禁制遷移である｡
すなわち､1個の中性水素原子がこのような遷移を引き起こす時間尺度は約 107 年で､地上の実験室でこの遷移を観測する可能性はほとんどない｡
しかし宇宙空間の星間物質に含まれる中性水素原子の総数は非常に多いため､電波望遠鏡を用いるとこの遷移に対応するｽﾍﾟｸﾄﾙを容易に観測できる｡
これが21cm線である｡
21cm線は寿命が極めて長い（遷移確率が極めて小さい）ため､ｽﾍﾟｸﾄﾙ線の自然幅は非常に小さい｡
よって21cm線に見られる線幅のほとんどは観測者に対する放射源の相対運動によるﾄﾞｯﾌﾟﾗｰ効果によるものである｡
1930年代､電波の領域で､1日周期で変動し地球外に起源を持つと思われるﾋｽﾉｲｽﾞが存在することが知られていた｡1933年にはｶｰﾙ･ｼﾞｬﾝｽｷｰが周波数 20.5MHz の短波で観測を行い､地球外起源の雑音源が銀河系中心にあることを発見した｡
注目の情報
ﾍﾟｰｼﾞ(1/3)
次ﾍﾟｰｼﾞ≫