Hvad er spektrale linjer?

Spektrale linjer er huller i den normalt kontinuerlige fordeling af frekvensen i lyset.De resulterer, når udsendt lys delvist absorberes af stof, normalt en gas.En type spektrallinie er en absorptionslinje, der er forårsaget, når nogle frekvenser af lys absorberes fra udsendt stråling.En emissionslinje kan på den anden side ses i lys, der blev absorberet og derefter genemitteret.Spektrale linjer kan give astronomer ledetråde om sammensætningen og hastigheden af astronomiske genstande.

Den første af de to typer spektrale linjer er absorptionslinjer.Absorptionslinjer forekommer, når lys udsendes fra et objekt, såsom en stjerne, og derefter passerer gennem en gas, før de når en observatør.I dette tilfælde udsendes lys fra en varm stjerne stærkt over en bred vifte af frekvenser;Med andre ord vil det have et kontinuerligt spektrum af stråling.Hvis den passerer gennem en kølig gas, kan lys med visse frekvenser imidlertid absorberes af gassen.Når en observatør analyserer lyset, der oprindeligt kom fra stjernen, vil det vise absorptionslinjer mdash; mærkbare huller i visse frekvenser af stråling.

Den anden slags spektrale linje er en emissionslinje.Starlight kan ikke kontinuerligt absorberes af en gas, fordi lyset indeholder energi.Snarere absorberes det af gassen og genementeres derefter på et senere tidspunkt.Når det er genudgivet, indeholder lyset kun de frekvenser, der blev absorberet af gassen.Derfor skal frekvenserne af emissionslinjer matche frekvenserne af tilsvarende absorptionslinjer.Dette er faktisk blevet verificeret af astronomer, der observerer genemitteret lys;De to typer spektrale linjer er i det væsentlige omvendinger af hinanden.

Spektrale linjer findes, fordi lyset, der udsendes af elementer og kemikalier, har et kontinuerligt frekvensspektrum.I stedet for at være en homogen enhed, er synligt lys faktisk elektromagnetisk stråling inden for et bestemt frekvensområde.Stråling, der er usynlig for det blotte øje, har også en kontinuerlig frekvensfordeling, skønt den er koncentreret uden for det synlige interval.Et videnskabeligt instrument kendt som et spektrometer kan bruges til at analysere frekvenserne af elektromagnetisk stråling.

At studere disse linjer kan give astronomer to vigtige informationsstykker.Først og fremmest, med viden om, hvilke gasser der producerer, hvilke absorptionslinjer, kan spektrale linjer hjælpe med at identificere sammensætningen af planetariske atmosfærer.Astronomer har brugt denne teknik til at karakterisere atmosfærerne af planeter uden for solsystemet.For det andet kan genkendelige mønstre af spektrale linjer indikere hastigheden af astronomiske genstande mdash; hastigheden af et objekt skifter hyppigheden af dens stråling, inklusive spektrale linjer.