Garis serspan hidrogen

Garis serspan hidrogen (juga disebut transisi hiperhalus hidrogen atau garis 21 cm) adalah garis spektral yang dihasilkan oleh transisi antara dua tingkat energi yang sangat dekat dalam keadaan dasar atom hidrogen. Transisi ini terjadi akibat perubahan relatif orientasi spin dari elektron dan proton dalam atom hidrogen.

 Latar belakang fisika 
Dalam keadaan dasar atom hidrogen, elektron dan proton masing-masing memiliki spin (momen sudut intrinsik). Ketika spin keduanya sejajar (keadaan lebih tinggi), energi total sedikit lebih tinggi dibanding ketika spin anti-sejajar (keadaan lebih rendah). Transisi dari keadaan spin sejajar ke anti-sejajar menghasilkan emisi foton dengan panjang gelombang ≈ 21,1 cm (frekuensi ≈ 1,42 GHz).

Energi transisi ini sangat kecil (sekitar 5,9 μeV), namun karena atom hidrogen sangat melimpah di alam semesta, emisi pada panjang gelombang ini dapat terdeteksi secara luas.

 Signifikansi astronomi 
Garis serspan hidrogen sangat penting dalam radioastronomi, karena:
 Mengungkap distribusi dan dinamika gas hidrogen netral (HI) dalam galaksi dan medium antargalaksi.
 Digunakan untuk memetakan struktur Galaksi Bima Sakti dan galaksi lainnya.
 Memungkinkan pengukuran rotasi galaksi dan mendukung bukti eksistensi materi gelap.

Deteksi garis ini membantu menyelidiki kondisi awal alam semesta, termasuk Epoch of Reionization dan struktur besar kosmos.

 Aplikasi 
Garis ini digunakan oleh teleskop radio seperti:
 Teleskop Arecibo (sebelum runtuh)
 LOFAR (Low-Frequency Array)
 Square Kilometre Array (SKA) yang sedang dikembangkan
 GMRT (Giant Metrewave Radio Telescope)

Selain itu, garis 21 cm menjadi bagian penting dalam eksperimen kosmologi seperti EDGES (Experiment to Detect the Global EoR Signature).

 Lihat pula 
 Spektrum hidrogen
 Radioastronomi
 Materi gelap
 Epoch of Reionization
 Astronomi gelombang mikro

 Referensi 

 Pranala luar 
 NRAO – Hydrogen Line Observing Guide
 Sky & Telescope – The 21 cm Line
 NASA – The Hydrogen Hyperfine Line
 NRAO – The 21-cm HI Line

Kategori:Astronomi radio
Kategori:Spektrum elektromagnetik
Kategori:Fisika atom
Kategori:Fisika kuantum
Kategori:Spektrum hidrogen
Kategori:Astronomi galaksi