ميزة طيفية للهيدروجين تُستخدم لتشخيص ظروف الغلاف الجوي النجمي.خط الهيدروجين، المعروف أيضًا بخط 21 سم، هو ميزة طيفية ينبعثها ذرات الهيدروجين المحايدة عندما تنقلب لفّة الإلكترون من التوازي إلى التوازي المضاد بالنسبة للفة البروتون. هذا الانتقال نادر للغاية، لكن الكمية الهائلة من الهيدروجين في الكون تجعله أداة قوية في علم الفلك. يُستخدم لرسم خريطة توزيع الهيدروجين المحايد في المجرات، ودراسة بنية درب التبانة، واستكشاف الكون المبكر خلال العصور المظلمة الكونية.
تنبأ هندريك فان دي هولست بخط 21 سم في عام 1944، واكتشفه لأول مرة هارولد إوين وإدوارد بورسيل في عام 1951. ومنذ ذلك الحين أصبح حجر الزاوية في علم الفلك الراديوي.
ينشأ خط 21 سم من الانقسام فائق الدقة للحالة الأرضية للهيدروجين. عندما يصدر الذرة فوتونًا بتردد 1420 ميغاهرتز، يكشف عن وجود وسرعة غاز الهيدروجين المحايد. من خلال قياس انزياحات دوبلر، يمكن لعلماء الفلك تتبع دوران المجرات وحركة السحب الغازية. في الأغلفة الجوية للنجوم، يُستخدم خط الهيدروجين لتشخيص ظروف درجة الحرارة والكثافة والضغط، حيث تعتمد قوته وشكله على هذه المعاملات.
يُستخدم خط الهيدروجين في علم الفلك الراديوي لرسم خريطة البنية المجرية، وفي علم الكون لدراسة عصر إعادة التأين، وفي الفيزياء الفلكية لوصف الأغلفة الجوية النجمية.
خط 21 سم خافت جدًا لدرجة أن ذرة هيدروجين نموذجية تصدر مثل هذا الفوتون مرة واحدة فقط كل 10 ملايين سنة، ومع ذلك يمكن اكتشافه عبر الكون بسبب العدد الهائل من الذرات.
