21 centimeter strålning, elektromagnetisk strålning av radiovåglängd som emitteras av kalla, neutrala, interstellära väteatomer. Väteatomen består av en positivt laddad partikel, protonen och en negativt laddad partikel, elektronen. Dessa partiklar har en viss inneboende vinkelmoment som kallas spin. (Denna snurr är dock inte en faktisk fysisk rotation; det är snarare en kvantmekanisk effekt.) När de två partiklarnas snurr är antiparallella, är atomen i sitt lägsta energitillstånd. När snurrarna är parallella har atomen en liten mängd extra energi. I det mycket kalla utrymmet mellan stjärnorna är de interstellära väteatomerna i ett tillstånd av lägsta möjliga energi. Kollisioner mellan partiklar kan emellertid ibland excitera vissa atomer (vilket gör partiklarnas rotation parallell), vilket ger dem en liten mängd energi. Enligt kvantmekanikens regler utstrålar sådana atomer sin förvärvade energi i form av lågenergifotoner som motsvarar en våglängd på 21 centimeter eller en frekvens på 1 420 megahertz. Denna övergång, kallad en hyperfin övergång, sker ungefär varje 10 miljoner år. Denna radiostrålning förutspåddes teoretiskt av den nederländska astronomen H. C. van de Hulstin 1944 och upptäcktes experimentellt av amerikanska fysiker Harold Ewen och Edward Purcell vid Harvard University 1951. Även om övergången sker mycket sällan finns det så mycket väte i Vintergatan att 21 centimeter väteutsläpp lätt kan observeras. Den 21-centimetersstrålningen tränger lätt in i molnen av interstellära dammpartiklar som hindrar optiska observationer djupt in i galaxens centrum och därmed möjliggör kartläggning av galaxens spiralstruktur.