天體光譜學

的恆星光譜儀。]]

天體光譜學是天文學使用光譜學技術測量包括可見光、電波等,來自恆星和其他天體的光譜等輻射。恆星光譜可以顯示恆星的許多性質,例如其化學成分、溫度、密度、質量、距離、亮度和使用都卜勒位移測量相對運動。許多其他類型天體,例如行星、星雲、星系和活躍星系核等的物理性質,也可以用光譜學來研究。

背景
用於天體光譜學測量的有三個主要的頻段:可見光、電波、和X射線。雖然所有的光譜學都著眼於光譜的特定區域,但根據不同的頻率,需要不同的方法來獲取訊息。臭氧(O3)和氧分子(O2)吸收波長在300 nm以下的光,這意味著X射線和紫外線光譜需要使用太空望遠鏡或火箭安裝探測器。

光學光譜
自從艾薩克·牛頓首次使用簡單的稜鏡來觀察光的折射特性以來,物理學家一直在研究太陽的光譜。

探測器可以記錄光譜儀中光柵或稜鏡的色散。從歷史上看,在電子探測器被開發出來之前,照相底片曾被廣泛地用於紀錄光譜。而現在,光學光譜儀通常採用電荷耦合裝置(CCD)。通過觀察已知發射線波長的氣體放電燈譜線,可以校準光譜的波長尺度。光譜的尺度可以與對標準恆星的觀測進行比較,作為波長的函數進行校準,並修正大氣吸收光;這稱為分光光度測量。

電波光譜
電波天文學是基於卡爾·央斯基在1930年代初期工作創立的。卡爾·央斯基在20世紀30年代初期為貝爾實驗室工作,他建造了一個電波天線,用於研究跨越大西洋電波傳輸存在的潛在干擾源。發現雜訊源之一不是來自地球,而是來自銀河中心星座的人馬座。在1942年,詹姆斯·史坦利·海伊使用軍用雷達檢視到來自太陽的電波頻率。第一架多接收器干涉儀是馬丁·賴爾和馮伯格於同年建造的。在1960年,賴爾和安東尼·休伊什發表了合成孔徑技術,來分析干涉儀的數據。合成孔徑過程涉及 自相關和離散傅立葉變換,對傳入信號恢復通量的空間和頻率變化,結果是的第三軸是頻率。由於這項工作,賴爾和休伊什共同獲得1974年的諾貝爾物理學獎。

X射線光譜
恆星及其性質
化學性質
牛頓使用稜鏡將白光分割成各種顏色,夫朗和斐的高品質稜鏡使科學家能夠看見為之起源的暗線。在1850年代,古斯塔夫·克希荷夫和羅伯特·威廉·本生描述了這些暗線背後的現象。熱的固體物質產生具有連續光譜的光,熱氣體以特定波長發射光,被較冷氣體包圍的熱固體物質顯示接近連續的光譜,而其中的暗線與氣體的發射線相對應。

溫度和大小
在1860年,古斯塔夫·克希荷夫提出了黑體的概念,這是物質可以發出所有波長的電磁輻射

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外部連結
*[http://www.ucm.es/info/Astrof/invest/actividad/spectra.html Libraries of stellar spectra] - D. Montes, UCM
*[http://cmhas.wikispaces.com/Spectroscopy Spectroscopy by Amateur Astronomers]

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