Vetylinjalla tarkoitetaan yleensä kylmän vetykaasun radiotaajuisia päästöjä tähtienvälisessä tilassa. Galaksissamme ja muissa galakseissa kelluu valtavia määriä vetyä. Lähellä olevat tähdet lämmittävät osan tästä kaasusta, jolloin se säteilee näkyvän spektrin sähkömagneettista säteilyä – toisin sanoen valoa. Suuri osa siitä on kuitenkin kaukana mistä tahansa lämmönlähteestä, mutta se on kuitenkin havaittavissa, koska se lähettää sähkömagneettista säteilyä 8.3 senttimetrin aallonpituudella spektrin radio -osassa. Tätä kutsutaan 21.1 senttimetrin viivaksi tai vetyrajaksi, ja sen olemassaolon ennusti hollantilainen tähtitieteilijä Hendrik van de Hulst vuonna 21.
Kvanttiteorian mukaan atomin elektroneilla voi olla vain tietyt kiinteät energiatasot ilman mitään siltä väliltä. Alin energiataso tunnetaan nimellä “perustila”. Elektronit voivat absorboida energiaa ja saada heidät “hyppäämään” korkeammalle energiatasolle, mutta ennemmin tai myöhemmin ne putoavat takaisin alemmalle tasolle ja lopulta perustilaan ajan kanssa, joka kestää käänteisesti verrannollisena ylimääräisen energian määrään . Kun elektroni laskee tasolle, ylimääräinen energia vapautuu sähkömagneettisena säteilynä taajuudella, joka vastaa näiden kahden tason energiaeroa.
Sähkömagneettisen säteilyn taajuus on verrannollinen sen energiaan: mitä suurempi energia, sitä suurempi taajuus. Tätä suhdetta kuvaa Planckin yhtälö: E = hf, missä E on energia, f on taajuus ja h on Planckin vakio, jonka arvo on noin 6.626 * 10-34 joule-sekuntia. Aallonpituus voidaan laskea yksinkertaisesti valon nopeudella jaettuna taajuudella. Siten kun elektroni putoaa korkeammalta matalammalle energiatasolle, säteilee sähkömagneettista säteilyä, jolla on tietty kiinteä taajuus ja aallonpituus, joka liittyy energiaeroon. Tämä säteily näkyy kapeina viivoina emissiospektrissä.
Jokaisella elementillä on ominainen, ainutlaatuinen emissiospektri, joka koostuu sarjasta linjoja tietyillä aallonpituuksilla. Vety -spektrisarja sisältää useita spektriviivoja, joista neljä on spektrin näkyvän osan sisällä. Yksi näistä, punainen viiva, joka tunnetaan nimellä H-alfa, on paljon käytetty tähtitieteessä ionisoidun vedyn havaitsemiseksi sumuissa. Näitä vedyn päästölinjoja voidaan pitää vetyjohtona, mutta termi viittaa tavallisemmin kylmän vetykaasun aallonpituudella tuottamaan radioemissioon.
21 senttimetriä. Tämä johtuu erilaisesta fyysisestä prosessista. Samat säännöt, jotka koskevat energiaa, taajuutta ja aallonpituutta, ovat kuitenkin edelleen voimassa.
Elektronilla ja protonilla on kvanttiominaisuus, jota kutsutaan spiniksi ja jolla voi olla kaksi mahdollista suuntaa. Koska vetyatomi koostuu yhdestä protonista ja yhdestä elektronista, sillä voi olla kaksi spinniä samaan suuntaan tai eri suuntiin. Ensimmäisessä tapauksessa atomilla on hieman enemmän energiaa ja se putoaa lopulta alempaan energiatilaan, kun elektroni vaihtaa spininsä. Ylimääräinen energia lähetetään sähkömagneettisena säteilynä ja koska energiaero on pieni, säteilyllä on pitkä aallonpituus ja matala taajuus: 21 senttimetriä ja 1420.4 MHz. Pieni energiaero tarkoittaa myös sitä, että mikä tahansa vetyatomi samassa spin-tilassa kestää keskimäärin hyvin kauan-useita miljoonia vuosia-laskea vastakkaiseen pyöräytystilaan; galaksissa on kuitenkin niin paljon kylmää vetyä, että kerralla tarpeeksi vetyatomeja lähettää 21 senttimetrin radioaaltoja, jotta ne olisivat havaittavissa.
Harold Ewen ja Edward Purcell havaitsivat 21 senttimetrin viivan vuonna 1951. Se on osoittautunut ratkaisevan tärkeäksi radioastronomiassa. Suuri osa galaksistamme on piilossa näkyvistä suurilla pölypilvillä, jotka eivät salli tähtien valon kulkea niiden läpi. Pölypilvet eivät kuitenkaan estä radioaaltoja, ja koska galaksissa on suuri määrä kylmää vetyä, on mahdollista tarkkailla ja kartoittaa galaksia käyttämällä radion päästöjä vetyjohdolla. Radioastronomia, joka käyttää vetyviivaa, on auttanut meitä määrittämään galaksimme koon, muodon ja rakenteen.
Vetylinjalla on myös suuri merkitys maan ulkopuolisen älykkyyden etsinnälle (SETI). On hyvin mahdollista, että teknisesti kehittynyt sivilisaatio voi käyttää tätä taajuutta yrittääkseen kommunikoida muiden sivilisaatioiden kanssa. Taajuutta on käytetty paitsi saapuvien viestien kuunteluun myös niiden lähettämiseen. Pioneer 10- ja 11 -avaruusalukset, joiden on määrä ajautua loputtomasti tähtienväliseen avaruuteen, sisältävät plaketteja, jotka kuvaavat vetyviivaa, sen aallonpituutta, taajuutta ja sen takana olevaa fysiikkaa. Se edustaa mittayksikköä, jonka uskotaan ulkomaalaisten ymmärtävän.