A 級物理/宇宙學/來自恆星觀測的資訊
恆星、星系和行星都是我們在地球上可見的，但我們能夠看到這些天體的理由卻有所不同
- 恆星和星系 - 它們本身會發射電磁輻射，因此可以使用這種來源進行探測
- 行星 - 它們本身不是電磁輻射的來源，因此只能透過它們反射的陽光進行探測
不同型別的電磁輻射穿透地球大氣層並在地球上被探測到的能力在整個頻譜中有所不同。它可以分為三個吸收類別：不透明（在地球表面無法探測到）、部分吸收（一些輻射穿透，一些沒有）和透明（輻射很容易穿透地球大氣層）。
- 不透明 - 包括：X 射線、紫外線和長波無線電
- 部分吸收 - 包括：伽馬射線、紅外線、雷達無線電
- 透明 - 包括：可見光、超高頻無線電、短波無線電
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我們可以從我們沒有接收到的輻射中瞭解到恆星是由哪些化學元素組成的。為了解釋這一點，我們需要考慮發射物質的原子。原子包含一個非常小、質量很大的原子核，周圍是體積大得多、稀疏地分佈著電子的空間。當原子吸收能量時，一個或多個電子可能會變得“激發”，即躍遷到更高的能級。如果激發的電子隨後返回到其原始能級，則能量將作為輻射釋放。由特定電子發射的輻射波長取決於它在返回非激發態時釋放的能量。電子釋放的能量越大，它發射的輻射的頻率就越高，波長就越短
恆星光譜包括：連續光譜、發射光譜和吸收光譜。
- 連續光譜 - 某個範圍內所有頻率的輻射。當原子彼此非常靠近時，就像在固體或恆星的稠密物質中一樣，原子中存在著如此多不同的相互作用力，以至於原子中的電子在某個範圍內做出了各種大小的躍遷。
- 發射光譜 - 一組可以透過其特定譜線識別出單個元素的單個譜線。當原子彼此分離良好時，就像在氣體中一樣，每種型別的原子都會發射其自身獨特的輻射波長，這些波長可以使用衍射光柵進行分離。
- 吸收光譜 - 由恆星輻射產生的光譜，更確切地說，是由恆星大氣層中的原子產生的輻射。它是一個連續的光譜，缺少暗線 - 弗朗霍夫線。這些譜線代表著恆星大氣層中存在的元素。在恆星表面發射的輻射中，一部分會被大氣層中的原子吸收並重新發射到各個方向，這意味著這種波長輻射到達我們的數量要少得多，因此產生的暗線是一個負版本的特徵發射光譜。大氣元素。
可以透過將吸收光譜中的暗線與恆星大氣層中存在的單個元素的發射光譜進行比較來識別這些化學元素。
多普勒效應 - 由於輻射源和觀測者之間的相對運動而導致的輻射源波長變化。
以速度 c 發射波長為 λ 的輻射源需要 λ/c 秒才能發射一個完整的波。如果輻射源以 v ms−1 的速度遠離觀測者，則觀測到的波長將增加 Δλ，因此
- Δλ / λ = v / c
紅移 - 由輻射發射器和檢測器彼此遠離造成的觀察到的波長增加（頻率降低）
藍移 - 由輻射發射器和檢測器彼此靠近造成的觀察到的波長減少（頻率增加）
對光的陸地多普勒效應非常小，幾乎無法察覺，因此只在聲音和水波中觀察到（例如，摩托車的噪音）。行星紅移的退行速度是光速 c 的一個相當大的比例，足以對光波產生明顯的影響。
"紅移是光的多普勒效應。"
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