據報道，中科院南美天文中心程誠等研究人員利用中國天眼成功探測到3個星系的中性氫發射線。這是中國天眼公開發表的觀測結果當中，首次明確探測到銀河系外星系的中性氫發射線，目前這項天文研究成果論文已經被國際文學期刊《天文學和天體物理學通信》（A&A Letter）接收。一看到這則新聞，相信不少小夥伴即使不知道“中性氫發射線”是啥，也會打心裏爲祖國賀喜，反正感覺就是高大上的玩意。

所以中性氫發射線到底是什麼？中性氫發射線也稱爲中性氫21釐米譜線，是兩個中性氫原子相互碰撞發出的射電譜線。譜線也就是在均勻且連續的光譜上明亮或者黑暗的線條。我們知道，地球上的氫氣含量極少，氫元素的佔比只有0.76%。但是地外星系當中卻含有大量的氫元素，一部分的氫元素和其他元素聚集成爲行星或者恆星，而另外一部分的氫元素則會以中性氫原子的形式漂浮在宇宙當中。那麼漂浮的中性氫原子怎麼發出射電譜線的呢？

這就和電子自旋產生的磁矩有很大關係了。磁矩是一個有方向也有大小的量，當它的運動方向和質子自旋產生的核磁矩方向一致或者說平行的時候，它就處於上能級的狀態；而當二者的方向不一致或者說反平行的時候，它就會處於下能級。如果上能級的中性氫原子和下能級的中性氫原子相碰撞，就會出現“火花”，發出一個頻率爲1420.406兆赫的光子，我們的21釐米譜線也就出現了。

那麼怎麼樣纔可以觀測到中性氫發射線呢？首選需要的是射電望遠鏡，而我國的天眼（FAST）就是目前世界上口徑最大、靈敏度一絕的天文射電望遠鏡。研究人員程誠稱，這一次天眼僅用了5分鐘的曝光時間就探測到了河外星系的中性氫信號。不過這也是因爲天眼有19波束接收機，解決了寬帶和頻率分辨率限制的問題，對於脈衝星、河外以及河內的中性氫射線的探測可以同時進行。要知道，其他射電望遠鏡基本都是要分開進行探測的。

射電望遠鏡準備了，其次就是要確定一個大致的觀測範圍。宇宙如此廣闊，沒有確定範圍就如同大海撈針。根據中科院國家天文臺介紹，此次天眼觀測的範圍其實是來自一個國際合作的項目“瓦爾帕索阿塔卡馬大型毫米/亞毫米陣發射線巡天”。這個範圍當中的星際已經有過較長時間的觀測，參與項目的科學家也收集到了很多數據。所以纔會對這個範圍當中的星系，進行中性氫發射線的觀測。

花費了衆多的時間和精力，探測中性氫射線到底有什麼作用呢？我們知道地外星系的環境多爲低溫、低壓以及低密度，輻射出的可見光也十分有限，所以單純使用光學譜線去研究星系會有很大的侷限。而中性氫射線的存在就解決了這一問題。科學家可以根據中性氫射線去測定星系的旋轉速度，以及氫雲的密度或者溫度，甚至有望探究出中性氫氣體附近可能存在的暗物質。