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发布时间：2024-04-22 18:33
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时间：2024-08-17 00:29
分布在银河系中的各个氢云（见电离氢区和中性氢区）对于观测者来说，具有不同的视向速度。如果我们对银河系某一方向上，进行以21厘米为中心的频谱观测，就可以得到这一方向上的21厘米谱线轮廓。由于氢云以不同的视向速度运动，谱线轮廓中有多峰出现。通过对谱线强度的测定，可以得到氢云的密度和温度。测定与谱线峰值对应的多普勒频移，就可以得到氢云的视向速度。结合银河系运动的模型可以进一步计算出氢云的运动学距离。因此，21厘米谱线是研究银河系较差自转和物质分布的有效手段。
通过21厘米谱线对银河系的研究表明，氢确实是星际物质中最丰富的元素。中性氢原子在银河系中沿银道面形成一个以银心为中心的薄盘，薄盘在距银心60,000光年的范围内，厚度只有 600光年，在距银心15,000～45,000光年范围内，它的数密度具有平坦宽阔的峰值。21厘米谱线对银河系结构研究取得的最突出的成果是描绘出银河系的旋臂结构,证实银河系是一个旋涡星系,并且测出银道面上旋臂的宽度大约为3,000光年,旋臂内氢原子数密度n1为每立方厘米1～10个,旋臂间的氢原子数密度n2为每立方厘米0.1个,沿银道面视线方向的氢原子数的柱密度是每平方厘米1020～1022个。因此可估算出银河系中性氢的质量大约为银河系总质量的1.4～7%。近年来更常用21厘米谱线研究银河系的局部细节。当21厘米谱线观测的背景为强的连续辐射射电源(如 HⅡ区)时，我们可以观测到21厘米的吸收谱线。从吸收谱线也可以测得有关的中性氢的分布、密度、激发温度以及连续辐射源跟观测者之间的距离（下限）。在21厘米吸收谱线中还观测到了塞曼效应，从而估计出银河系星际空间的磁场不大于5×10-6高斯。
从1954年第一次在麦哲伦云中观测到星系的21厘米谱线辐射起，至今已在一百多个星系中陆续观测到21厘米谱线辐射，并用该谱线对邻近的36个星系进行了星系结构和质量分布的研究。把邻近星系21厘米谱线红移量测量结果同光学红移进行比较，二者相当一致，这为测定邻近星系的距离提供了一种射电方法。
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