什么是光谱？

光携带电磁能量。光来自自然光源，例如火、闪电或恒星，包含许多不同的能量混合在一起。例如，太阳的光包含许多不同的波长或能量，对应于彩虹的颜色 - 红、橙、黄、绿、蓝、紫等。当太阳的光被云中的水滴分散成彩虹，或被棱镜分散成各种颜色时，就产生了一个光谱。太阳是一个典型的恒星，除了它比其他任何恒星都要接近我们（280,000倍）。任何恒星的光都可以被分散成一个光谱并进行研究。通常，天文学家使用位于望远镜焦点附近的棱镜或光栅来分散恒星光成为一个光谱。光谱可以显示为恒星的亮度（能量流量）与频率或更为常见的波长的关系。一颗蓝色恒星的光谱在可见光谱的蓝色或短波长端有更强的能量流量，通常位于视觉图的左侧。红色恒星在红色或更长波长的侧面会有更多的流量，通常位于视觉图的右侧。像太阳这样的恒星位于中间，所以它的光谱在流量与波长之间会相对平坦。下面有一个播放类似太阳恒星光谱的视频。

在这个项目中，我们使用sonoUno以视频格式提供不同类型的恒星光谱，其中恒星光谱从光谱的短波长（较高的能量，更蓝）部分扫描到长波长（较低的能量，更红）部分。红色垂直线平滑地沿着光谱移动，以直观地说明正在播放的光谱部分。用更高的音调表示每个波长处的更大的流量强度或亮度。

恒星的光谱为我们提供了关于其整体能量分布的更多细节。换句话说，恒星在哪些波长、频率或颜色上是明亮的，而在哪些地方是昏暗的？如果频谱是低分辨率的，则它的分散程度不大，我们只能了解其整体能量分布。高分辨率的光谱还将开始揭示代表不同已知原子或分子的特殊光谱线。例如，最简单且最常见的原子元素氢（由一个电子和一个质子组成）在电磁波谱的光学区域的非常特定的波长4102、4340、4861和6563埃产生谱线。当天文学家看到这些线时，他们知道恒星的外层富含氢。在大多数像太阳这样的正常恒星中，氢线是吸收的。这意味着光谱在这些特定波长上有较低流量的尖锐线条，恒星外大气中的氢原子吸收了来自更热、更深层的光。其他原子或分子在不同的波长形成吸收线，这有助于天文学家了解他们所测量的每颗恒星的“元素丰度”。有时，这些尖锐的线看起来比周围的光谱更亮，并被称为发射线，它们来自恒星周围的热弥散气体。

恒星的光谱也可以用于测量恒星沿我们的视线方向的速度。汽车喇叭的音调（也称为频率）在接近我们时听起来更高，然后在经过我们并远离时变得更低。由于两个天体之间的相对速度变化而导致的频率变化被称为多普勒效应。来自恒星的光的频率也受到多普勒效应的影响。因此，我们可以使用恒星的光谱来测量其相对于我们的速度。

因此，任何天体的光谱（恒星、类星体、超新星等）都可以为我们提供至少三种重要的信息：（1）天体的宽波段颜色；（2）天体外部大气层中的原子和分子元素；（3）天体相对于地球上的观察者的速度。