* 原子は光を吸収して放出します: すべての要素には、電子が占めることができるユニークなエネルギーレベルのセットがあります。電子がより高いエネルギーレベルにジャンプすると、特定の波長で光を吸収します。後退すると、同じ波長で光を放出します。
* スペクトル線: 星からの光を分析すると、連続スペクトル(色の虹)が見られますが、特定の波長には暗い線(吸収ライン)または明るい線(放射線)があります。これらの線は、星の大気中の原子によって吸収または放出された光の波長を表しています。
* 要素の「指紋」: 各要素は、スペクトル線の一意のパターンを生成します。科学者は、既知のすべての要素についてこれらのパターンを細心の注意を払ってカタログ化しました。星の光で観察されたスペクトル線をこのカタログと比較することにより、星の大気にどの要素が存在するかを特定できます。
例: 星のスペクトルは、水素とヘリウムに対応する強い線を示す可能性があり、これらが支配的な要素であることを示しています。 他の、より顕著な線は、炭素、酸素、鉄などのより少量の重い元素が存在することを指している可能性があります。
この手法は、分光法と呼ばれます 、星と宇宙の理解の基本です。それは私たちを可能にします:
* 星の化学組成を決定します: これは、恒星の進化と惑星の形成を理解するのに役立ちます。
* 星の温度と圧力を測定します: スペクトルラインの幅と強度は、これらのプロパティに関する情報を提供します。
* 星の速度と動きの方向を計算します: スペクトル線のドップラーシフトは、星が私たちに向かってどれだけ速く動いているかを示しています。
要するに、スペクトル線は要素のユニークな指紋のようなものであり、科学者が遠くから星の構成と特性を解読できるようにします。