A 级物理/宇宙学/来自恒星观测的信息
恒星、星系和行星都是我们在地球上可见的，但我们能够看到这些天体的理由却有所不同
- 恒星和星系 - 它们本身会发射电磁辐射，因此可以使用这种来源进行探测
- 行星 - 它们本身不是电磁辐射的来源，因此只能通过它们反射的阳光进行探测
不同类型的电磁辐射穿透地球大气层并在地球上被探测到的能力在整个频谱中有所不同。它可以分为三个吸收类别：不透明（在地球表面无法探测到）、部分吸收（一些辐射穿透，一些没有）和透明（辐射很容易穿透地球大气层）。
- 不透明 - 包括：X 射线、紫外线和长波无线电
- 部分吸收 - 包括：伽马射线、红外线、雷达无线电
- 透明 - 包括：可见光、超高频无线电、短波无线电
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我们可以从我们没有接收到的辐射中了解到恒星是由哪些化学元素组成的。为了解释这一点，我们需要考虑发射物质的原子。原子包含一个非常小、质量很大的原子核，周围是体积大得多、稀疏地分布着电子的空间。当原子吸收能量时，一个或多个电子可能会变得“激发”，即跃迁到更高的能级。如果激发的电子随后返回到其原始能级，则能量将作为辐射释放。由特定电子发射的辐射波长取决于它在返回非激发态时释放的能量。电子释放的能量越大，它发射的辐射的频率就越高，波长就越短
恒星光谱包括：连续光谱、发射光谱和吸收光谱。
- 连续光谱 - 某个范围内所有频率的辐射。当原子彼此非常靠近时，就像在固体或恒星的稠密物质中一样，原子中存在着如此多不同的相互作用力，以至于原子中的电子在某个范围内做出了各种大小的跃迁。
- 发射光谱 - 一组可以通过其特定谱线识别出单个元素的单个谱线。当原子彼此分离良好时，就像在气体中一样，每种类型的原子都会发射其自身独特的辐射波长，这些波长可以使用衍射光栅进行分离。
- 吸收光谱 - 由恒星辐射产生的光谱，更确切地说，是由恒星大气层中的原子产生的辐射。它是一个连续的光谱，缺少暗线 - 弗朗霍夫线。这些谱线代表着恒星大气层中存在的元素。在恒星表面发射的辐射中，一部分会被大气层中的原子吸收并重新发射到各个方向，这意味着这种波长辐射到达我们的数量要少得多，因此产生的暗线是一个负版本的特征发射光谱。大气元素。
可以通过将吸收光谱中的暗线与恒星大气层中存在的单个元素的发射光谱进行比较来识别这些化学元素。
多普勒效应 - 由于辐射源和观测者之间的相对运动而导致的辐射源波长变化。
以速度 c 发射波长为 λ 的辐射源需要 λ/c 秒才能发射一个完整的波。如果辐射源以 v ms−1 的速度远离观测者，则观测到的波长将增加 Δλ，因此
- Δλ / λ = v / c
红移 - 由辐射发射器和检测器彼此远离造成的观察到的波长增加（频率降低）
蓝移 - 由辐射发射器和检测器彼此靠近造成的观察到的波长减少（频率增加）
对光的陆地多普勒效应非常小，几乎无法察觉，因此只在声音和水波中观察到（例如，摩托车的噪音）。行星红移的退行速度是光速 c 的一个相当大的比例，足以对光波产生明显的影响。
"红移是光的多普勒效应。"
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