Qual é a linha de hidrogênio?
A linha de hidrogênio geralmente se refere às emissões de radiofrequência do gás hidrogênio frio no espaço interestelar. Existem grandes quantidades de hidrogênio flutuando em nossa galáxia e em outras galáxias. Parte desse gás é aquecida por estrelas próximas, fazendo com que ele emite radiação eletromagnética no espectro visível - em outras palavras, luz. Muito disso, no entanto, está longe de qualquer fonte de calor, mas, no entanto, é detectável devido ao fato de que emite radiação eletromagnética a um comprimento de onda de 21,1 centímetros de onda, dentro da parte de rádio do espectro. Isso é conhecido como linha de 21 centímetros, ou a linha de hidrogênio, e sua existência foi prevista pelo astrônomo holandês Hendrik van de Hulst em 1944. O nível de energia mais baixo é conhecido como "estado fundamental". Os elétrons podem absorver a energia, fazendo com que eles "saltem" para um nível de energia mais alto, mas mais cedoOu mais tarde, eles voltarão a um nível mais baixo e, eventualmente, para o estado fundamental, com o tempo gasto inversamente proporcional à quantidade de excesso de energia. Quando um elétron cai um nível, a energia extra é liberada como radiação eletromagnética com uma frequência que corresponde à diferença de energia entre os dois níveis.
A frequência da radiação eletromagnética é proporcional à sua energia: quanto maior a energia, maior a frequência. Essa relação é descrita pela equação de Planck: E = HF, onde E é a energia, F é a frequência e H é a constante de Planck, que tem um valor de aproximadamente 6,626 * 10
Cada elemento possui um espectro de emissão característico e exclusivo que consiste em uma série de linhas em comprimentos de onda específicos. A série espectral de hidrogênio contém várias linhas espectrais, quatro das quais estão dentro da parte visível do espectro. Uma delas, uma linha vermelha conhecida como h-alfa, é muito usada na astronomia para detectar hidrogênio ionizado nas nebulosas. Essas linhas de emissão para hidrogênio podem ser consideradas uma linha de hidrogênio, mas o termo geralmente se refere à emissão de rádio produzida por gás de hidrogênio a frio em um comprimento de onda de 21 centímetros. Isso se deve a um processo físico diferente. As mesmas regras relacionadas à energia, frequência e comprimento de onda ainda se aplicam.
elétrons e prótons têm uma propriedade quântica conhecida como "spin" que pode ter duas direções possíveis. Como um átomo de hidrogênio consiste em um próton e um elétron, ele pode ter os dois giros no same direção ou em direções diferentes. No primeiro caso, o átomo tem um pouco mais de energia e acabará caindo para um estado de energia mais baixo pelo elétron, trocando sua rotação. A energia extra é emitida como radiação eletromagnética e, como a diferença de energia é pequena, a radiação tem um comprimento de onda longo e baixa frequência: 21 centímetros e 1420,4 MHz, respectivamente. A pequena diferença de energia também significa que qualquer átomo de hidrogênio no estado da mesma spin levará, em média, muito tempo-vários milhões de anos-para cair para um estado de lesão oposto; No entanto, há tanto hidrogênio frio em uma galáxia que, a qualquer momento, os átomos de hidrogênio suficientes estarão emitindo ondas de rádio de 21 centímetros para que sejam detectáveis.
A linha de 21 centímetros foi detectada em 1951 por Harold Ewen e Edward Purcell. Provou ser de importância crucial na radiotonomia. Grande parte da nossa galáxia está escondida da vista por grandes nuvens de poeira que não permitem a luz das estrelaspara passar por eles. As ondas de rádio, no entanto, não são obstruídas por nuvens de poeira e, como há uma grande abundância de hidrogênio frio na galáxia, é possível observar e mapear a galáxia usando emissões de rádio na linha de hidrogênio. A Radio Astronomia, usando a linha de hidrogênio, nos permitiu determinar o tamanho, a forma e a estrutura de nossa galáxia.
A linha de hidrogênio também tem grande significado para a busca de inteligência terrestre extra (SETI). Pensa -se muito possível que uma civilização tecnologicamente avançada possa usar essa frequência para tentar se comunicar com outras civilizações. A frequência tem sido usada não apenas para ouvir mensagens recebidas, mas também para enviá -las. A espaçonave pioneira 10 e 11, destinada a desviar indefinidamente pelo espaço interestelar, contém placas que representam a linha de hidrogênio, seu comprimento de onda, sua frequência e a física por trás dele. Representa uma unidade de medição que acredita -se que os estrangeiros possam entender.