21 senttimetrin säteily, kylmien, neutraalien, tähtienvälisten vetyatomien lähettämä radioaallonpituuden sähkömagneettinen säteily. Vetyatomi koostuu positiivisesti varautuneesta hiukkasesta, protonista, ja negatiivisesti varautuneesta hiukkasesta, elektronista. Näillä hiukkasilla on jokin luontainen kulmamomentti, jota kutsutaan spiniksi. (Tämä spin ei kuitenkaan ole varsinainen fysikaalinen kierto, vaan pikemminkin kvanttimekaaninen ilmiö.) Kun kahden hiukkasen pyörähdykset ovat vastakkaisia, atomi on alimmassa energiatilassaan. Kun kierrokset ovat samansuuntaisia, atomilla on pieni määrä ylimääräistä energiaa. Tähtien välisessä hyvin kylmässä tilassa tähtienväliset vetyatomit ovat matalimman mahdollisen energian tilassa. Hiukkasten väliset törmäykset voivat kuitenkin toisinaan kiihottaa joitakin atomeja (minkä vuoksi hiukkasten spin on samansuuntainen) ja antaa niille pienen määrän energiaa. Kvanttimekaniikan sääntöjen mukaan tällaiset atomit säteilevät hankittua energiaansa matalaenergisinä fotoneina, jotka vastaavat 21 senttimetrin aallonpituutta eli 1 420 megahertsin taajuutta. Tämä hyperfiiniseksi transitioksi kutsuttu transitio tapahtuu noin 10 miljoonan vuoden välein. Tämän radiosäteilyn ennusti teoreettisesti Hollantilainen tähtitieteilijä H. C. van de Hulstin vuonna 1944, ja sen havaitsivat kokeellisesti yhdysvaltalaiset fyysikot Harold Ewen ja Edward Purcell Harvardin yliopistossa vuonna 1951. Vaikka siirtymää tapahtuu hyvin harvoin, Linnunradan galaksissa on niin paljon vetyä, että 21 senttimetrin vetypäästö on helposti havaittavissa. 21-senttinen säteily tunkeutuu helposti tähtienvälisten pölyhiukkasten pilviin, jotka estävät optisia havaintoja syvällä galaksin keskustassa ja mahdollistavat näin galaksin spiraalirakenteen kartoittamisen.