据报道，中科院南美天文中心程诚等研究人员利用中国天眼成功探测到3个星系的中性氢发射线。这是中国天眼公开发表的观测结果当中，首次明确探测到银河系外星系的中性氢发射线，目前这项天文研究成果论文已经被国际文学期刊《天文学和天体物理学通信》（A&A Letter）接收。一看到这则新闻，相信不少小伙伴即使不知道“中性氢发射线”是啥，也会打心里为祖国贺喜，反正感觉就是高大上的玩意。

所以中性氢发射线到底是什么？中性氢发射线也称为中性氢21厘米谱线，是两个中性氢原子相互碰撞发出的射电谱线。谱线也就是在均匀且连续的光谱上明亮或者黑暗的线条。我们知道，地球上的氢气含量极少，氢元素的占比只有0.76%。但是地外星系当中却含有大量的氢元素，一部分的氢元素和其他元素聚集成为行星或者恒星，而另外一部分的氢元素则会以中性氢原子的形式漂浮在宇宙当中。那么漂浮的中性氢原子怎么发出射电谱线的呢？

这就和电子自旋产生的磁矩有很大关系了。磁矩是一个有方向也有大小的量，当它的运动方向和质子自旋产生的核磁矩方向一致或者说平行的时候，它就处于上能级的状态；而当二者的方向不一致或者说反平行的时候，它就会处于下能级。如果上能级的中性氢原子和下能级的中性氢原子相碰撞，就会出现“火花”，发出一个频率为1420.406兆赫的光子，我们的21厘米谱线也就出现了。

那么怎么样才可以观测到中性氢发射线呢？首选需要的是射电望远镜，而我国的天眼（FAST）就是目前世界上口径最大、灵敏度一绝的天文射电望远镜。研究人员程诚称，这一次天眼仅用了5分钟的曝光时间就探测到了河外星系的中性氢信号。不过这也是因为天眼有19波束接收机，解决了宽带和频率分辨率限制的问题，对于脉冲星、河外以及河内的中性氢射线的探测可以同时进行。要知道，其他射电望远镜基本都是要分开进行探测的。

射电望远镜准备了，其次就是要确定一个大致的观测范围。宇宙如此广阔，没有确定范围就如同大海捞针。根据中科院国家天文台介绍，此次天眼观测的范围其实是来自一个国际合作的项目“瓦尔帕索阿塔卡马大型毫米/亚毫米阵发射线巡天”。这个范围当中的星际已经有过较长时间的观测，参与项目的科学家也收集到了很多数据。所以才会对这个范围当中的星系，进行中性氢发射线的观测。

花费了众多的时间和精力，探测中性氢射线到底有什么作用呢？我们知道地外星系的环境多为低温、低压以及低密度，辐射出的可见光也十分有限，所以单纯使用光学谱线去研究星系会有很大的局限。而中性氢射线的存在就解决了这一问题。科学家可以根据中性氢射线去测定星系的旋转速度，以及氢云的密度或者温度，甚至有望探究出中性氢气体附近可能存在的暗物质。