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水素ラインとは何ですか?

internation水素線とは、一般に、星間空間における冷水帯ガスの無線周波数排出を指します。私たちの銀河や他の銀河には、膨大な量の水素が浮かんでいます。このガスの一部は近くの星によって加熱され、可視スペクトルとmdashで電磁放射を放出します。言い換えれば、光。しかし、その多くは熱源からはほど遠いものですが、それでもスペクトルの電波内で8.3インチ(21.1センチメートル)の波長で電磁放射を放出するという事実のために検出可能です。これは21センチメートルラインまたは水素線として知られており、その存在は1944年にオランダの天文学者ヘンドリックヴァンデハルストによって予測されました。その間に何もありません。最低のエネルギーレベルは「基底状態」として知られています。電子はエネルギーを吸収し、より高いエネルギーレベルに「ジャンプ」しますが、遅かれ早かれ、それらはより低いレベルに戻り、最終的には過剰なエネルギーの量に反比例する時間がかかります。。電子がレベルを下げると、余分なエネルギーは、2つのレベルのエネルギー差に対応する周波数を持つ電磁放射として放出されます。周波数。この関係は、Planckの方程式:E ' HF、ここでEはエネルギー、Fは周波数、HはPlanckの定数で説明されています。波長は、単に光の速度を周波数で割ったものとして計算できます。したがって、電子がより高いエネルギーレベルから低いエネルギーレベルに低下すると、エネルギーの違いに関連する特定の固定周波数と波長の電磁放射が放出されます。この放射線は、放射スペクトルの狭い線として示されます。

各要素には、特定の波長の一連の系統で構成される特徴的で一意の発光スペクトルがあります。水素スペクトルシリーズには、多くのスペクトルラインが含まれており、そのうち4つはスペクトルの可視部分内にあります。これらの1つであるH-alphaとして知られる赤い線は、星雲のイオン化水素を検出するために天文学でよく使用されています。水素のこれらの排出ラインはそれぞれ水素系統と見なすことができますが、この用語は通常、21センチメートルの波長で冷たい水素ガスによって生成される電波放射を指します。これは、物理的なプロセスが異なるためです。ただし、エネルギー、周波数、波長に関する同じルールは依然として適用されますが、電子と陽子には、2つの可能な方向を持つ「スピン」として知られる量子特性があります。水素原子は1つのプロトンと1つの電子で構成されているため、2つのスピンを同じ方向または異なる方向に持つことができます。前者の場合、原子はわずかに多くのエネルギーを持ち、最終的には電子がスピンを切り替えることで低エネルギー状態に低下します。余分なエネルギーは電磁放射として放出され、エネルギーの差は小さいため、放射はそれぞれ長い波長と低周波数です:それぞれ21センチメートルと1420.4 MHz。小さなエネルギーの違いは、同じスピン状態の与えられた水素原子が平均して非常に長い時間をかけることを意味します。数百万年—反対側の状態にドロップする。しかし、銀河には非常に多くの冷水素があり、いつでも十分な水素原子が21センチメートルの無線波を放出するためにこれらを検出できるようにします。それは、電波天文学において非常に重要であることが証明されています。私たちの銀河の多くは、星からの光が通過することを許さない大きな塵の雲によって見えないように隠されていますええと。ただし、無線波はほこり雲によって妨げられておらず、銀河には非常に豊富な冷たい水素があるため、水素ラインでの電波排出量を使用して銀河を観察してマッピングすることができます。水素ラインを使用した電波天文学により、銀河のサイズ、形状、構造を決定することができました。技術的に高度な文明がこの頻度を使用して他の文明とのコミュニケーションを試みる可能性が非常に高いと考えられています。頻度は、着信メッセージを聞くだけでなく、送信するためにも使用されています。パイオニア10および11の宇宙船は、星間空間を通して無期限に漂流するように運命づけられており、水素ライン、その波長、その周波数、およびその背後にある物理学を描いたプラークが含まれています。それは、エイリアンが理解するかもしれないと信じられている測定単位を表しています。