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hi_physik [2018/12/26 22:57] astropeiler |
hi_physik [2019/05/18 22:00] (aktuell) astropeiler |
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===== Die 21 cm Linie des neutralen Wasserstoffs ===== | ===== Die 21 cm Linie des neutralen Wasserstoffs ===== | ||
- | The Dutch astronomer H.C. van de Hulst predicted the existence of an emission line from hydrogen | + | Wie vielen Lesern sicher bekannt ist, bestehen die Sterne (und auch unsere Sonne) zu wesentlichen Teilen aus Wasserstoff. Ein gewisser Teil des Wasserstoffs |
+ | Dabei handelt es sich nicht um molekularen Wasserstoff, | ||
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+ | Wasserstoffatome haben im energietischen Grundszustand zwei Niveaus. Diese unterscheiden sich durch die Orientierung des Spins des Protons zum Spin des Elektrons. Diese beiden sogenannten Hyperfeinstruktur-Niveaus unterschieden sich ein klein wenig in ihrer Energie. | ||
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- | (Grafik von [[http:// | + | (Die Grafik |
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+ | Dieser kleine Energieunterschied zwischen den beiden Niveaus entsprechen einem Photon mit einer Wellenlänge von 21 cm oder einer Frequenz von rund 1420 MHz. | ||
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+ | Die Anregung dieses Übergangs wird vorwiegend durch Kollisionen zwischen Atomen verursacht. Die Kollisionsenergie (bzw. Teile davon) werden in das Atom übertragen und dann in Form von elektromagnetischer Strahlung wieder abgegeben. | ||
- | The small energy difference between the two states corresponds to a photon of 21 cm wavelength or a frequency of about 1420 MHz. | + | Es ist sehr erstaunlich, |
- | The excitation of this line is believed to be caused by collisions between the hydrogen atoms in the interstellar space. The collision energy (or parts thereof) is transferred into the atom and then released as electromagnetic radiation as the hydrogen atom transits from the excited state to the energetically lower state. | + | |
- | It is quite amazing when one looks at the numbers which govern this process: The probability of one hydrogen atom colliding with another one in the interstellar space is about once per 60 years. The lifetime of the transition is about 11 million years which means it takes an average of 11 million years after the excitation before the energy is released again in form of electromagnetic radiation. Therefore, the hydrogen emission line is very faint. It is only because we are observing very large volumes that we are able to receive a signal. | + | [[https://de.wikipedia.org/ |