Hva er spektrallinjer?

June 17  by Eliza

Spektrallinjer er hull i den vanligvis kontinuerlig fordeling av frekvens i lys. De resultere når lyset blir delvis absorbert av materiale, vanligvis en gass. En type av spektrallinje er en absorpsjons-linje, som er forårsaket ved noen frekvenser av lys blir absorbert fra stråling som sendes ut. En utslippslinje, på den annen side, kan sees i lyset som ble absorbert og deretter re-emitteres. Disse linjene kan gi astronomer hint om sammensetningen og hastighet av astronomiske objekter.

Den første av de to typer av spektrallinjer er absorpsjonslinjer. Absorpsjonslinjer oppstår når lys sendes ut fra en gjenstand, slik som en stjerne, og passerer deretter gjennom en gass før de når en observatør. I dette tilfelle vil lys fra en varm stjerne avgis sterkt over et bredt område av frekvenser; med andre ord, vil den ha en kontinuerlig spektrum av stråling. Hvis det passerer gjennom en kald gass, men lys med visse frekvenser kan bli absorbert av gassen. Når en observatør analyserer lyset, som opprinnelig kom fra stjernen, vil den vise absorpsjonslinjene-merkbare hull i visse frekvenser av stråling.

Den andre typen spektrallinje er en utslippslinje. Star kan ikke være kontinuerlig absorbert av en gass fordi lyset inneholder energi. Snarere er det absorberes av gassen, og deretter re-emitteres på et senere tidspunkt. Når det er re-emitteres, inneholder lys bare de frekvenser som ble absorbert av gassen. Derfor bør frekvensene av emisjonslinjer stemmer overens med de tilsvarende frekvenser for absorpsjonslinjer. Dette faktisk er verifisert av astronomer observere gjen lyset; de to typer av linjene er i det vesentlige inverse av hverandre.

Spektrallinjer eksisterer fordi lyset som emitteres av elementer og kjemikalier har et kontinuerlig spektrum av frekvenser. Snarere enn å være en homogen enhet, er synlig lys faktisk elektromagnetisk stråling innenfor et bestemt frekvensområde. Stråling som er usynlig for det blotte øye har også et sammenhengende frekvensfordeling, selv om det er konsentrert utenfor det synlige området. En vitenskapelig instrument kjent som et spektrometer kan benyttes til å analysere de frekvenser av elektromagnetisk stråling.

Studere disse linjene kan gi astronomer to viktige biter av informasjon. Først av alt, med kunnskap om hvilke gasser som frem absorpsjonslinjer, kan spektrallinjer bidra til å identifisere sammensetningen av planet atmosfærer. Astronomer har brukt denne teknikken for å karakterisere atmosfæren på planeter utenfor solsystemet. For det andre kan gjenkjennbare mønstre av spektrallinjer indikerer hastigheten av astronomiske objekter-hastigheten av et objekt forskyver frekvensen for dens stråling, herunder spektrallinjer.