恒星的光谱与物质成分
因为每种元素都有一种由特定波长的谱线组成的光谱，所以就能从恒星光谱的暗线中，辨认出恒星的大气层内含有的元素。原则上只需确定光谱中每条谱线的波长，并将它们与在实验室中得到的各种元素光谱的对应波长作比较即可。
恒星的光谱与物质环境
实际上，要辨认恒星光谱中的谱线并不那么容易。某一元素的谱线波长和强度的特殊性质，不仅取决于元素本身，还取决于温度、压力和电离度等条件，然而这些复杂因素却带来了有利之处，因为一旦那些谱线被认证了，它们不仅表明恒星大气层内所含有的元素，而且揭示了这些元素赖以存在的某种物理环境。
化合物的化学成分也有特定波长的光谱线，因而光谱还提供一种方法，可以确定在恒星大气层中，有多少物质是以化合物形式存在，而不是以简单的元素形式存在。
地球的大气层对光线的吸收，给天文光谱学带来了严重问题。在同温层中，少量的臭氧能够有效地阻挡所有的紫外线辐射，除了波长恰好小于紫光的那个小区域外。这个小区域对地球上的生命而言，是个幸运的环境，但对天文学家却是不幸的，因为一些元素的谱线仅仅出现在紫外线区域。在光谱中其他位置上被隔开的波长，被大气层中另外的气体挡掉了。为了研究太阳和行星光谱中那部分无法穿透到地球上的观测者那里的光谱，在探测火箭、高空气球、人造卫星和宇宙飞船上安装摄谱仪是十分必要的。
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