Mi a hidrogénvonal?

A hidrogénvonal általában a hideg hidrogéngáz rádiófrekvencia -kibocsátására utal a csillagközi térben.A galaxisunkban és más galaxisokban hatalmas mennyiségű hidrogén úszik.Ennek a gáznak egy részét a közeli csillagok melegítik, ami azt okozza, hogy elektromágneses sugárzást bocsát ki a látható spektrumban mdash;Más szavakkal, a fény.Ennek nagy része azonban messze van a hőforrástól, ám ennek ellenére kimutatható, mivel az elektromágneses sugárzást 8,3 hüvelyk (21,1 centiméter) hullámhosszon bocsátja ki a spektrum rádió részén.Ezt a 21 centiméteres vonalnak vagy a hidrogénvonalnak nevezik, és létezését a holland csillagász, Hendrik van de Hulst 1944 -ben megjósolta.nincs semmi közt.A legalacsonyabb energiaszintet „alapállapotnak” hívják.Az elektronok képesek elnyelni az energiát, és így magasabb energiaszintre ugrik, de előbb vagy utóbb az alacsonyabb szintre és végül az alapállapotra esnek vissza, az idő fordítva arányos a felesleges energia mennyiségével.-Amikor egy elektron leesik egy szintre, az extra energia elektromágneses sugárzásként szabadul fel, olyan frekvenciával, amely megfelel a két szint közötti energiakülönbségnek.a frekvencia.Ezt a kapcsolatot Planck egyenlete írja le: e ' hf, ahol E az energia, f a frekvencia, és H a Planck állandója, amelynek értéke körülbelül 6,626 * 10

-34

joule-másodperc.A hullámhossz egyszerűen a fénysebességgel osztható ki a frekvenciával.Így, amikor egy elektron alacsonyabb energiaszintre csökken, egy bizonyos, rögzített frekvenciával és hullámhosszú elektromágneses sugárzás, az energiakülönbséghez kapcsolódóan.Ez a sugárzás keskeny vonalként jelenik meg egy emissziós spektrumon.A hidrogén -spektrális sorozat számos spektrális vonalat tartalmaz, amelyek közül négy a spektrum látható részén belül van.Az egyiket, a H-alfa néven ismert vörös vonalat, sokat használják a csillagászatban az ionizált hidrogén detektálására ködben.Ezeket a hidrogénnövényeket mindegyik hidrogénvonalnak lehet tekinteni, de a kifejezés általában a hideg hidrogéngáz által előállított rádiókibocsátásra utal 21 centiméter hullámhosszon.Ennek oka egy másik fizikai folyamat.Ugyanakkor az energiára, a frekvenciára és a hullámhosszra vonatkoznak ugyanazok a szabályok.

Mivel a hidrogénatom egy protonból és egy elektronból áll, a két pörgetést ugyanabba az irányba vagy eltérő irányba lehet.Az előbbi esetben az atomnak valamivel több energiája van, és végül alacsonyabb energiájú állapotba esik az elektron váltásával.Az extra energiát elektromágneses sugárzásként bocsátják ki, és mivel az energiakülönbség kicsi, a sugárzás hosszú hullámhosszú és alacsony frekvenciájú: 21 centiméter és 1420,4 MHz.A kis energiakülönbség azt is jelenti, hogy bármely azonos forgó állapotú hidrogénatom átlagosan nagyon hosszú időt vesz igénybe mdash;több millió év és mdash;egy ellenkező penész állapotba esni;A galaxisban azonban annyi hideg hidrogén van, hogy egyszerre elegendő hidrogénatom bocsát ki 21 centiméteres rádióhullámot, hogy ezek kimutathatóak legyenek.Bebizonyosodott, hogy döntő jelentőségű a rádiócsillagászatban.Galaxisunk nagy részét a nagy porfelhők elrejtik, amelyek nem teszik lehetővé a csillagok fényétUgh őket.A rádióhullámokat azonban nem akadályozzák a porfelhők, és mivel a galaxisban nagy a hideg hidrogén, a Galaxy megfigyelése és feltérképezése a hidrogénvonalban a rádió -kibocsátás segítségével.A rádiócsillagászat, a hidrogénvonal használatával, lehetővé tette számunkra, hogy meghatározzuk a galaxisunk méretét, alakját és szerkezetét.Nagyon valószínű, hogy egy technológiailag fejlett civilizáció ezt a gyakoriságot felhasználhatja más civilizációkkal való kommunikációra.A gyakoriságot nemcsak a bejövő üzenetek meghallgatására, hanem a küldésére is használták.A Pioneer 10 és 11 űrhajó, amelynek célja a csillagközi térben végtelenül sodródni, olyan plakkokat tartalmaz, amelyek ábrázolják a hidrogénvonalat, annak hullámhosszát, annak frekvenciáját és a mögötte lévő fizikát.Ez egy olyan mértékegységet képvisel, amelyet úgy gondolnak, hogy az idegenek megértik.