21 centimeter stråling, elektromagnetisk stråling av radiobølgelengde utgitt av kalde, nøytrale, interstellare hydrogenatomer. Hydrogenatomet består av en positivt ladet partikkel, protonen og en negativt ladet partikkel, elektronen. Disse partiklene har noe iboende vinkelmoment kalt spinn. (Dette spinnet er imidlertid ikke en faktisk fysisk rotasjon; det er snarere en kvantemekanisk effekt.) Når spinnene til de to partiklene er antiparallelle, er atomet i sin laveste energitilstand. Når spinnene er parallelle, har atomet en liten mengde ekstra energi. I det svært kalde rommet mellom stjernene er de interstellære hydrogenatomer i en tilstand av lavest mulig energi. Kollisjoner mellom partikler kan imidlertid til tider opphisse noen atomer (som gjør spinnet av partiklene parallelle), noe som gir dem en liten mengde energi. I henhold til kvantemekanikkens regler utstråler slike atomer sin tilegnede energi i form av lav – energi fotoner som tilsvarer en bølgelengde på 21 centimeter, eller en frekvens på 1,420 megahertz. Denne overgangen, kalt en hyperfin overgang, skjer omtrent hvert 10 millioner år. Denne radiostrålingen ble teoretisk spådd av den nederlandske astronomen H. c. van De Hulstin 1944 og ble eksperimentelt oppdaget Av Amerikanske fysikere Harold Ewen og Edward Purcell Ved Harvard University i 1951. Selv om overgangen skjer svært sjelden, er det så mye hydrogen I Melkeveiens Galakse at 21 centimeter hydrogenutslipp lett kan observeres. Den 21 centimeter lange strålingen trenger lett inn i skyene av interstellare støvpartikler som hindrer optiske observasjoner dypt inn i det galaktiske sentrum og gjør det mulig å kartlegge galaksens spiralstruktur.