Vad är spektrala linjer?

Spektrala linjer är luckor i den vanligtvis kontinuerliga fördelningen av frekvens i ljus.De resulterar när det släpps ut ljuset absorberas delvis av materien, vanligtvis en gas.En typ av spektral linje är en absorptionslinje, som orsakas när vissa ljusfrekvenser absorberas från utsänd strålning.En utsläppslinje kan å andra sidan ses i ljus som absorberades och sedan återkom.Spektrala linjer kan ge astronomer ledtrådar om sammansättningen och hastigheten hos astronomiska föremål.

Den första av de två typerna av spektrala linjer är absorptionslinjer.Absorptionslinjer uppstår när ljus släpps ut från ett föremål, till exempel en stjärna, och passerar sedan genom en gas innan en observatör når.I detta fall kommer ljus från en het stjärna att släppas starkt över ett brett frekvensområde;Med andra ord kommer det att ha ett kontinuerligt spektrum av strålning.Om den passerar genom en sval gas kan dock ljus med vissa frekvenser absorberas av gasen.När en observatör analyserar ljuset, som ursprungligen kom från stjärnan, kommer den att visa absorptionslinjer och mdash; märkbara luckor i vissa strålningsfrekvenser.

Den andra typen av spektrallinje är en utsläppslinje.Starlight kan inte kontinuerligt absorberas av en gas eftersom ljuset innehåller energi.Snarare absorberas den av gasen och återkommer sedan vid ett senare tillfälle.När det återkommer innehåller ljuset endast de frekvenser som absorberades av gasen.Därför bör frekvenserna för utsläppslinjer matcha frekvenserna för motsvarande absorptionslinjer.Detta har faktiskt verifierats av astronomer som observerar återgivet ljus;De två typerna av spektrala linjer är i huvudsak inverser från varandra.

Spektrala linjer finns eftersom ljuset som släpps ut av element och kemikalier har ett kontinuerligt spektrum av frekvenser.I stället för att vara en homogen enhet är synligt ljus faktiskt elektromagnetisk strålning inom ett visst frekvensområde.Strålning som är osynlig för blotta ögat har också en kontinuerlig frekvensfördelning, även om den är koncentrerad utanför det synliga intervallet.Ett vetenskapligt instrument som kallas en spektrometer kan användas för att analysera frekvenserna för elektromagnetisk strålning.

Att studera dessa linjer kan ge astronomer två viktiga informationsdelar.Först och främst, med kunskap om vilka gaser som producerar vilka absorptionslinjer, kan spektrala linjer hjälpa till att identifiera sammansättningen av planetatmosfärer.Astronomer har använt denna teknik för att karakterisera atmosfärerna i planeter utanför solsystemet.För det andra kan igenkännbara mönster för spektrala linjer indikera hastigheten för astronomiska föremål och mdash; hastigheten för ett objekt förskjuter frekvensen för dess strålning, inklusive spektrala linjer.