کاربردهای طیف نگاری در ستاره شناسی

۱- شناسایی عناصر

خطوط طیفی همه ی عناصر با هم متفاوت است، هیچ دو عنصری خطوط طیفی یکسان ندارند. مانند اثر انگشت انسان ها که همه با هم متفاوت است. بنابراین از این ویژگی می توانیم استفاده کنیم و عناصر را شناسایی کنیم به تصویر بالا که خطوط طیفی همه ی عناصر را نشان می دهد نگاه کنید. همچنین تصویر زیر خطوط طیفی چند عنصر را نشان می دهد.

برای شناسایی یک عنصر در ستاره خطوط طیفی آن عنصر که در آزمایشگاه ثبت شده با خطوط طیفی ستاره منطبق می کنند در صورتی که خطوط طیفی آن عنصر در طیف ستاره مشاهده شود نشان دهنده وجود  عنصر مورد نظر  در ستاره است. در شکل زیر خطوط طیفی عنصر آهن با خطوط فرانهوفر خورشید منطبق شده است و نشان می دهد در خورشید عنصر آهن وجود دارد.

همچنین در شکل زیر خطوط فرانهوفر خورشید را می بینید که در آن دو تا از خطوط هیدروژن، خطوط سدیم و منیزیم نشان داده شده است:

۲- اندازه‌گیری دور شدن یا نزدیک شدن جرم آسمانی

اگر جسمی از ما دور شود خطوط طیفی آن کمی به سمت قرمز جابه جا می‌شود که با آن انتقال به سرخ می‌گویند و اگر به ما نزدیک شود خطوط طیفی آن به سمت آبی جا به جا می‌شود که به آن انتقال به آبی می گویند.

لینک عکس

به این ویژگی اثر دوپلریا انتقال دوپلر نیز می گویند.

۳- شناسایی میدان های مغناطیسی(اثر زیمان)

وقتی از یک عنصر در میدان مغناطیسی طیف نگاری کنیم خطوط طیفی آن چند برابر می‌شود برای نمونه فلز سدیم در شرایط معمولی دو خط در ناحیه ی زرد دارد اما وقتی از این فلز در میدان مغناطیسی طیف نگاری کنیم دو خط آن تبدیل به ده خط می‌شود. چنین وضعیتی که به ساختار ظریف خطوط طیفی موسوم است اولین بار توسط زیمان (در سال ۱۸۹۶) مشاهده شد و اثر زیمان نامیده می‌شود. از این ویژگی می‌توان برای شناسایی میدان های مغناطیسی استفاده کرد. از همین روش پی به میدان مغناطیسی لکه های خورشیدی برده اند.

اثر زیمان در طیف فلز روی:

۴- اندازه‌گیری دمای ستاره

عناصر مختلف در دماهای مختلفی برانگیخته می‌شوند. برای نمونه فلز سدیم یا فلز جیوه ویا گاز های بی اثر را می‌توانیم با تخلیه ی الکتریکی بر انگیخته کنیم، برخی از نمک ها مانند نمک های فلزات قلیایی و قلیایی خاکی یا نمک های  مس را از طریق شعله(تست شعله) بر انگیخته می‌کنیم ولی برای برانگیخته کردن  آهن دمای بسیار بالاتری لازم است و آن را از طریق قوس الکتریکی که دمای بسیار بالایی دارد برانگیخته می نماییم.
شدت خطوط طیفی در ستارگان مختلف بسیار متفاوت است برخی از ستارگان خطوط طیفی هیدروژن قوی دارند و برخی دیگر خطوط هیدروژن را ندارند و بجای آن خطوط قوی سدیم و کلسیم را دارند. آیا مواد تشکیل‌دهنده ی آن‌ها متفاوت است؟ نه. وقتی دانشمندان بیشتر در مورد فیزیک اتم مطالعه کردند کشف کردند که دمای فتوسفر یک ستاره از روی الگوی خطوط طیفی آن تعیین می شود. به همین دلیل ما می‌توانیم از روی خطوط جذبی قوی طیف ستاره دمای آن را تعیین کنیم.

در شکل زیر نشان می دهد در هر دما کدام خطوط طیفی قابل مشاهده است:

دیگر مطالب مرتبط با طیف نگاری