radiații de 21 de centimetri, radiații electromagnetice de lungime de undă radio emise de atomi de hidrogen interstelar rece, neutru. Atomul de hidrogen este compus dintr-o particulă încărcată pozitiv, protonul și o particulă încărcată negativ, electronul. Aceste particule au un moment unghiular intrinsec numit spin. (Cu toate acestea, această rotire nu este o rotație fizică reală; este mai degrabă un efect mecanic cuantic.) Când rotirile celor două particule sunt antiparalel, atunci atomul este în starea sa de energie cea mai mică. Când rotirile sunt paralele, atomul are o cantitate mică de energie suplimentară. În spațiul foarte rece dintre stele, atomii de hidrogen interstelar se află într-o stare de cea mai mică energie posibilă. Cu toate acestea, coliziunile dintre particule pot uneori excita unii atomi (ceea ce face ca rotirea particulelor să fie paralelă), oferindu-le o cantitate mică de energie. Conform regulilor mecanicii cuantice, astfel de atomi își radiază energia dobândită sub formă de fotoni cu energie redusă care corespund unei lungimi de undă de 21 de centimetri sau unei frecvențe de 1.420 megahertzi. Această tranziție, numită tranziție hiperfină, are loc aproximativ la fiecare 10 milioane de ani. Această radiație radio a fost prezisă teoretic de astronomul olandez H. C. van de Hulstin 1944 și a fost detectată experimental de fizicienii americani Harold Ewen și Edward Purcell la Universitatea Harvard în 1951. Deși tranziția are loc foarte rar, există atât de mult hidrogen în Galaxia Calea Lactee încât emisia de hidrogen de 21 de centimetri este ușor de observat. Radiația de 21 de centimetri pătrunde cu ușurință în norii particulelor de praf interstelar care obstrucționează observațiile optice adânc în centrul galactic și permite astfel cartografierea structurii spirale a galaxiei.