星际与星系际介质
中性氢气
/ HY-droh-jen /
氢是宇宙中最简单、最常见的原子——一个质子，外加一个绕它运转的电子。在恒星之间广袤而清凉的区域里，氢通常会保住那个电子，保持中性、不被电离。天文学家称之为中性原子氢，写作 HI（读作“H一”）。它是星系中含量最多的气体，几十年来一直是我们绘制银河系隐秘结构的主要手段。
中性氢栖身于星际介质中较冷、未电离的相中。在冷中性介质里，它的温度约100开尔文、密度每立方厘米数十个原子；在暖中性介质里则更稀薄，约8000开尔文、每立方厘米远不足一个原子。关键在于，HI 会在21厘米波长上发出一种微弱的射电信号，它产生于电子翻转其微小磁“自旋”方向之时。由于这种射电波能径直穿过那些挡住可见光的尘埃，HI 巡天让我们得以一眼望穿整个星系，连那些原本会把背后一切都遮住的云也能穿透。
对 HI 的测绘揭示了银河系的旋臂和星系的自转，而那些气体所缺少的、本应有的旋转质量，是暗物质的早期线索之一。一个有用的提醒：“中性”指的是电荷，而非化学性质——中性氢的化学活性很高，在足够冷、足够密的地方会很容易结合成分子。而且 HI 只是原子形式；在最致密、最寒冷的云中，氢会改为成对结合为分子氢 H2。
调谐到21厘米谱线的射电望远镜，绘制出了整个天空的中性氢，并追踪到银河系的气体绕银心旋转——揭示出外围气体的旋转速度，远比仅靠可见恒星所能解释的要快得多。
中性氢图描绘星系结构与自转，暗示着暗物质的存在。
“中性”指电中性，而非化学惰性。HI 是氢的原子形式；分子形式（H2）藏在最寒冷的云中，几乎不可见，因此天文学家改用一氧化碳的辐射来间接追踪它。
又称
另见