21cm線

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21cm線

出典: フリー百科事典『ウィキペディア（Wikipedia）』 (2023/02/07 05:03 UTC 版)

21cm線（21センチメートルせん、21 cm hydrogen line）は、中性水素原子のエネルギー状態の変化によって放射されるスペクトル線である。

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21cm線

出典: フリー百科事典『ウィキペディア（Wikipedia）』 (2021/06/14 14:59 UTC 版)

「宇宙の再電離」の記事における「21cm線」の解説

クエーサーのデータは宇宙マイクロ波背景放射の異方性のデータとおおむね一致しているものの、特に再電離のエネルギー源や再電離の最中の宇宙の構造形成（英語版）への影響やその役割についてなど、数多くの疑問は依然として残されている。水素の21cm線は、これらの時期や再電離の後の暗黒時代を研究するための手段となりうる。 21 cm 線は、中性水素原子の電子と陽子のスピンの平行状態と反平行状態のエネルギー差に由来するものである。これらのエネルギー準位間の遷移は禁制遷移であり、これはこの遷移が発生するのは極めて稀であることを意味する。またこの遷移は温度に強く依存するため、天体が暗黒時代に形成されライマンアルファ光子が放出され、それが周囲の中性水素に吸収・再放射されることで、Wouthuysen–Field coupling と呼ばれる過程を介して 21 cm 線のシグナルを生成することになる。21 cm 線放射を調べることで、初期に形成された構造をよりよく調べることが可能となる。Experiment to Detect the Global Epoch of Reionization Signature (EDGES) による観測では再電離の時期のシグナルを示唆する結果が得られているが、確認のためにはさらなる追加観測が必要である。その他にも複数のプロジェクトが近い将来に 21 cm 線の観測で再電離の時期を探る計画を立てている。例として、PAPER（英語版）、LOFAR、マーチソン広視野アレイ（英語版） (MWA)、巨大メートル波電波望遠鏡 (GMRT)、Dark Ages Radio Explorer (DARE)、Large Aperture Experiment to Detect the Dark Ages (LEDA) が挙げられる。